מגבר גרפן פותח את האפשרות להשתמש בתדרים שלא נגישים בעבר

קבוצה מדעית העובדת במכון לופבורו יצרה מכשיר ייחודי המסוגל להגביר מוקדם יותר גלי הטרהרץ החמקמקים הם מגבר גרפן, וזה, בתורו, פותח את הדרך למהפכנית חדשה טכנולוגיות.

מהם גלי טרץ

גלי טרהרץ ממוקמים בין קרינת אינפרא אדום למיקרוגל בספקטרום תדר האור, אך בגלל אנרגיה נמוכה במיוחד, מדענים עדיין לא הצליחו לנצל את הפוטנציאל שלהם.

תופעה זו מכונה בדרך כלל "Terahertz Gap".

היכולת להירשם, ועוד יותר להגביר את גלי ה- THz, תפתח הזדמנויות חדשות ברפואה, בתקשורת, בתעשיית החלל וכו '. אך אולי היישום החשוב ביותר של גלים כאלה היה היכולת להחליף מכונות רנטגן במכונות טרהרץ בטוחות לחלוטין.

אבל לפני המצאת מגבר הגרפן, אורכי הגל מ 3 מ"מ עד 30 מיקרומטר אי אפשר היה להשתמש בו, מכיוון שהיה איתות חלש ביותר מכל המקורות הקיימים.

יצירה של מגבר גרפן חדש (טרנזיסטור)

צוות המחקר הצליח ליצור סוג חדש של טרנזיסטור אופטי המתפקד כמגבר THz, הודות לשימוש בגרפן ומוליך-על בטמפרטורה גבוהה.

עקרון הפעולה של המכשיר מבוסס על תכונותיו של הגרפן, שהוא שקוף לחלוטין ואינו רגיש לאור, ולאלקטרונים שלו אין מסה. אז המגבר מתממש משתי שכבות גרפן ושכבת מוליך-על אחת.

שם הלכידה של אלקטרונים גרפיים חסרי מסה מתרחשת, במה שמכונה "סנדוויץ '". וכל המבנה הזה מחובר למקור חשמל

לכן, כאשר קרינת הטרץ פוגעת בשכבת הגרפן השקופה החיצונית, אז בתוך טרנזיסטור ה- THz מומרים פוטונים אלקטרונים חסרי מסה, אשר הופכים אז בחזרה לקרינת Tz, אך בגלל מקור כוח חיצוני, הרבה יותר אִינטֶנסִיבִי.

לפיכך, יש השתקפות של האות המוגבר שמגיע למגבר מבחוץ.

כלומר, המכשיר מחזיר אלומת אור חזקה יותר בהשוואה לזו הנכנסת.

לכן, לדברי פרופסור קוסמרצב, מהנדסים עובדים קשה לפיתוח המכשיר, וכנראה, אבי טיפוס יהיו מוכנים לבדיקה מלאה תוך שנה.

סיכויים למגבר חדש

למעשה, המכשיר החדש (אם מדובר בשימוש מסחרי מלא) פותח את האפשרויות הרחבות ביותר, מכיוון שהעולם שלנו ממש גדוש בקרינת THz.

כל האורגניזמים החיים לא רק סופגים, אלא גם פולטים אור בתחום הטרץ. כלומר, על ידי לימוד ספקטרום זה, ניתן להבין תהליכים ביוכימיים רבים בתהליך העבודה, למשל, של המוח.

השימוש הפעיל בקרינת טרהרץ יביא אזורים כמו הדמיה, טומוגרפיה ודבש לרמה חדשה לחלוטין. אבחון, ניטור סביבתי, וזיהוי ביולוגי.

תגלית ייחודית זו פורסמה בשנת מכתבי סקירה פיזיים.

אם אהבתם את החומר, דרגו אותו כמו פרסם מחדש. המאמר המקורי מתפרסם באתר energofiksik.com