新型T波探测器使用石墨烯中的电子海波
来自俄罗斯,英国,日本和意大利的一组研究人员创建了一个基于石墨烯的太赫兹探测器。该研究发表在Nature Communications上。
任何用于无线数据传输的系统都依赖于电磁波源和探测器,但它们不适用于各种波。现有的太赫兹辐射源在微波和红外光之间占据中间地带,消耗太多功率或需要强烈冷却。然而,T波有可能实现更快的Wi-Fi,新的医疗诊断方法以及使用射电望远镜研究空间物体。
现有太赫兹探测器效率低的原因是探测元件的尺寸,大约百万分之一米的晶体管与太赫兹辐射的典型波长之间的不匹配,这是大约100倍。这导致波在没有任何相互作用的情况下滑过检测器。
1996年,有人提出要解决这个问题,可以将入射波的能量压缩成与探测器大小相当的体积。为此目的,探测器材料应该支持一种特殊类型的“紧凑波”,称为等离子体。它们代表了传导电子和相关电磁场的集体运动,与风暴入侵时与风一起移动的表面海浪不同。理论上,这种探测器的效率在波共振下进一步增加。
实施这样的探测器证明比预期更难。在大多数半导体材料中,等离子体经历快速阻尼 - 即,由于电子与杂质碰撞而导致它们消失。石墨烯被认为是一种很有前途的出路,但直到最近,它还不够清洁。
该研究的作者提出了解决共振T波检测长期存在的问题的解决方案。他们创造了一种光电探测器(图1),由双层石墨烯制成,封装在氮化硼晶体之间,并与太赫兹天线耦合。在这种夹层结构中,杂质被排出到石墨烯薄片的外部,使得等离子体能够自由地传播。由金属引线限制的石墨烯片形成等离子体共振器,并且石墨烯的双层结构能够在宽范围内进行波速调节。
事实上,该团队已经开发出一种尺寸为几微米的紧凑型太赫兹光谱仪,其谐振频率通过电压调谐来控制。物理学家还展示了他们的探测器在基础研究中的潜力:通过测量探测器中各种频率和电子密度的电流,可以揭示等离子体的特性。
“我们的设备兼作敏感探测器和光谱仪在太赫兹范围内工作,它也是研究二维材料中等离子体的工具。所有这些都存在之前,但它们占据了整个光学平台。相同的功能,十几微米,“共同作者,莫斯科物理学院光电子二维材料实验室负责人Dmitry Svintsov说。
推荐内容
-
LCD中使用的液晶单体具有持久性和生物蓄积性
来自中国和加拿大的一组研究人员发现,LCD中使用的液晶单体(LCM)可能具有持久性和生物蓄积性。该小组在《美国国家科学院院刊》上发表的论文
-
一旦认为不可阻挡 细菌超级武器就会瞄准太多目标
2006年,科学家们发现,世界上一些最常见的引起疾病的细菌使用了一种独特的强大武器,通过注射有毒蛋白质,可以杀死目标细胞 - 其他细菌
-
Kinesins在承受重载时无视弱力
如果你是前面的运动蛋白,准备做重拉。这是莱斯大学领导的关于驱动驱动蛋白的机制的一个结论,驱动蛋白是在细胞内携带货物的运动蛋白。...
-
RNA病毒利用截短但功能性蛋白质进行繁殖
以RNA(核糖核酸)为基因组的病毒必须将病毒感染和繁殖所必需的基因打包成小基因组。他们使用各种策略来表达它们。当三叶草黄脉病毒产生自身
-
掌门1对1赛课盛典决赛隆重举行,精挑细选教学强兵
11月26日,掌门1对1第二届赛课盛典总决赛在上海总部顺利举行,数十名代表掌门教育队伍顶尖水平的教师展开教学实力的终极较量,逐鹿本届赛课
-
本征磁性拓扑绝缘子的量子异常霍尔效应
非平整带拓扑可以与磁性拓扑绝缘体中的磁阶结合以产生异质状态的物质,例如量子异常霍尔(QAH)绝缘体和轴突绝缘体。凝聚态物理学的目的是寻
-
生产致命疾病疫苗的新方法
宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员设计了一种全新的疫苗方法-在不接种疫苗的情况下产生免疫力。这项发表在《科学报告》上的研究
-
新研究详述了受精如何引发青蛙卵中数千种蛋白质的变化
半个多世纪以来,对非洲爪蛙(非洲爪蟾)的研究已经帮助科学家更好地了解生命的生物学基础,从胚胎发育和神经生物学到遗传学和疾病。青蛙...
-
新的生物信息学方法帮助科学家了解细胞中基因调控的差异
由Stein Aerts(VIB-KU Leuven)领导的比利时计算生物学家团队开发了一种名为cisTopic的新生物信息学方法。受文本挖掘方法的启发,cisTopic
-
有用分期倒闭了吗
2015年8月,有用分期成立。2016年1月,有用无忧APP正式上线,同年销售额破10亿。有用分期的成功不仅是在于独有的眼光占据市场份额,更