Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Ученые из России превратили графен в детектор "раздевающих" лучей

© @tsarcyanide, пресс-служба МФТИ Так художник представил себе плазмонные волны, бегущие по детектору "раздевающих лучей"
 Так художник представил себе плазмонные волны, бегущие по детектору раздевающих лучей
МОСКВА, 20 дек – РИА Новости. Нобелевский лауреат Андрей Гейм и его коллеги из МФТИ создали компактный детектор терагерцовых волн на базе графена, который можно легко встроить в мобильный телефон или компьютерный чип. Принципы его работы и связанные с ним неожиданные открытия были представлены в журнале Nature Communications.
"Наш детектор является, по сути, компактным спектрометром терагерцового излучения, — по его сигналу можно узнать не только интенсивность света, но и его частоту. В лабораторных спектрометрах это достигается путем перемещения зеркал. Здесь же прибор имеет размер в несколько микрон", – объясняет Георгий Федоров из Московского Физтеха.
Терагерцовое излучение относится к числу самых перспективных направлений исследований в области оптики, микроэлектроники и в других высокотехнологичных сферах. В перспективе, волны такого типа можно приспособить для сверхскоростной передачи информации, наблюдения за работой живых клеток в режиме реального времени и множества других целей.
Одна из таких целей и самое известное свойство этого излучения – теоретическая способность делать наблюдаемые объекты "прозрачными". К примеру, недавно ученые из MIT научились читать закрытые книги, используя источник и приемник Т-излучения и специальную программу, анализирующую получаемые ими снимки.
Распространению подобных технологий, по словам Федорова и его коллег, мешает то, что все существующие сегодня детекторы подобных волн имеют огромные размеры, они устроены крайне сложно с технической точки зрения и потребляют большие количества электричества.
Мультиплексированный сигнал
"Раздевающие" лучи помогли ученым создать рекордно быструю мобильную сеть
Причина этого проста – терагерцовые волны обладают слишком большой длиной для того, чтобы их можно было улавливать при помощи транзисторов, аналогичных тем, на базе которых построены светочувствительные матрицы во всех цифровых камерах и телескопах.
Ученые достаточно давно пытались преодолеть эту проблему, используя так называемые плазмонные резонаторы – наборы из микроскопических кусочков металлов, кремния или других веществ, покрывающих поверхность другого материала.
Подобные конструкции преобразуют свет, инфракрасное излучение или прочие типы электромагнитных волн в другие типы колебаний, а затем переизлучают его в виде "порций" фотонов с другими свойствами или преобразуют в импульсы электричества.
Первые попытки создать плазмонные устройства, взаимодействующие с "раздевающими лучами", закончились неудачно. Их работе мешали различные помехи и процессы внутри подобных резонаторов, гасившие коллективные колебания электронов, возникавшие внутри них при поглощении Т-лучей.
Федоров и его коллеги решили эту проблему, научившись выращивать подобные структуры на поверхности графена – абсолютно плоского углеродного материала, за создание которого Андрей Гейм и Константин Новоселов получили Нобелевскую премию 2010 года.
Электроны внутри графена, как объясняют физики, могут двигаться с рекордно высокой скоростью, почти не сталкиваясь с препятствиями. Это натолкнуло их на мысль, что данный материал можно использовать в качестве базы для резонаторов, способных поглощать "раздевающие лучи".
Андрей Городецкий из Университета ИТМО проводит опыты с генераторами Т-лучей
Физики из России ужали излучатель "раздевающих" лучей до размеров пальцаРоссийские ученые и их британские коллеги создали миниатюрный излучатель терагерцовых лучей, что позволит создать миниатюрные сканеры, способные заглянуть внутрь книг, утробы беременной женщины или под одежду человека.
Они успешно реализовали эту идею, подключив антенну, способную улавливать терагерцовые волны, к транзистору, собранному из двух пленок из нитрида бора, еще одного "плоского" материала, и двойного слоя графена, упакованного между ними.
Колебания электронов, возникающие внутри резонатора, будут влиять на то, как электричество движется через вход и выход этого транзистора. Это, как показали опыты Гейма и его коллег, позволяет не только "видеть" Т-лучи, но и "настраиваться" на отдельную часть их спектра, меняя напряжение на затворе транзистора.
Это же свойство их детища, по словам физиков, позволяет использовать его для обратной цели – изучения свойств плазмонных резонаторов и принципов их работы. Первые же опыты раскрыли несколько неожиданных и крайне интересных вещей.
"Эксперимент показывает, что преобразование терагерцового излучения в постоянный ток идет не совсем по предсказанным законам. Поначалу это огорчает, но затем заставляет нас искать подводные камни, приводящие к затуханию плазмонов. Некоторые из них мы уже обнаружили. Когда их удастся устранить, спектр применений этих детекторов станет еще шире", — заключает Дмитрий Свинцов, коллега Федорова.
© пресс-служба МФТИСхема детектора "раздевающих лучей", созданного Андреем Геймом и физиками из МФТИ
Схема детектора раздевающих лучей, созданного Андреем Геймом и физиками из МФТИ
Схема детектора "раздевающих лучей", созданного Андреем Геймом и физиками из МФТИ
Рекомендуем
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала