Технические науки

Создано наноразмерное устройство для получения мощных терагерцовых волн

IEEE Spectrum

Команда швейцарских исследователей представила наноустройство, которое может генерировать чрезвычайно мощные импульсы терагерцовых волн всего за несколько пикосекунд. Статья исследователей представлена в журнале Nature.

Диапазон терагерцовых волн находится в электромагнитном спектре между микроволновым и инфракрасным излучением. Их частота колебаний — в пределах от 100 миллиардов до 30 триллионов в секунду. Этот тип волн интересен для ученых благодаря замечательным свойствам: они могут проникать через бумагу, одежду, дерево и стены, также с помощью них можно обнаруживать загрязнение воздуха.

Источники терагерцовых волн могли бы революционизировать системы безопасности и медицинской визуализации. Более того, их способность переносить огромное количество данных может быть ключом к более быстрой беспроводной связи. Кроме того, они не представляют никакого риска для здоровья человека. Эта технология уже используется в некоторых аэропортах для сканирования пассажиров и обнаружения опасных предметов и веществ.

Однако основной проблемой для повсеместного введения этих волн в практическое использование является громоздкость и дороговизна их источников. Но исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны сделали наноустройство, которое может создавать импульсы терагерцовых волн высокой интенсивности за триллионые доли секунды.

Новое устройство может работать от сети при напряжении от 10 до 100 вольт в непрерывном режиме, выдавая до 50 миллионов сигналов каждую секунду. Устройство состоит из двух металлических пластин, расположенных очень близко — на расстоянии до 20 нанометров — друг к другу. При подаче напряжения электроны устремляются к одной из пластин. Таким образом, в пространстве между ними образуется плазма. Как только напряжение достигает определенного порога, электроны испускаются обратно второй пластиной практически мгновенно. Этот быстрый процесс порождает импульс, который создает высокочастотные волны.

«Эти наноустройства, с одной стороны, очень просты и дешевы, а с другой, показывают отличную производительность. Кроме того, их можно интегрировать с другими электронными устройствами, такими как транзисторы. Учитывая уникальные свойства нашей технологии, мы полагаем, что она может стать основой для будущей сверхбыстрой электроники», — говорит ведущий автор работы, аспирант Лаборатории исследований силовой и широкополосной электроники Федеральной политехнической школы Лозанны Мохаммед Самизаде Нику.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.