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新型光電子材料可控制太赫茲光波

添加時間:2021-11-22 10:19:00

新型光電子材料可控制太赫茲光波

 

  • 文章來源:科技日報

  科技日報莫斯科 (記者董映璧)俄羅斯莫斯科大學科研人員開發出一種獨特的、可以輕松控制太赫茲光波的二氧化釩光電子材料。有關專家認為,未來從運輸安全到食品質量控制等領域,新材料將得到廣泛運用。相關研究發表在《晶體工程通訊》和《陶瓷國際》雜志上。

  太赫茲光波是未來6G通信網絡的基礎。此外,它們已被用于機場和車站行李箱安檢掃描,下一步將運用于建筑材料、藥品和食品的質量監控。然而,太赫茲光波控制技術的發展受到技術設備尺寸的制約。正如論文作者之一、莫斯科大學研究人員阿爾喬姆·馬卡列維奇教授所說,目前,對設備小型化和改善人體工程學方面的需求不斷增長,太赫茲光波控制原理建成的典型設備相當復雜,限制了該技術的潛在應用價值。

  阿爾喬姆·馬卡列維奇教授稱,科研人員正在努力使必要的設備盡可能緊湊和小型化,為此,需要一種能控制太赫茲輻射的特殊材料,特別是需要一種能夠選擇性吸收太赫茲波的物質,同時為了快速打開和關閉太赫茲信號,則需要一種可以極大地改變電阻的材料。在這方面,二氧化釩是一種有前途的材料。在68℃的溫度下,從金屬變成電介質,二氧化釩的電阻會改變數萬次。由于物質薄膜的溫度可以快速改變,因此可以將二氧化釩用于控制太赫茲光波的超快光學開關。

  為了進一步提高二氧化釩的上述性能,俄羅斯科研人員采用了一種新的合成方法,為新材料賦予了一種特殊的微觀結構:形狀類似于圣誕樹。研究人員發現,這種“多刺的”釩氧化物在1.5太赫茲光波下可吸收90%的入射輻射,而在其他頻率下僅吸收20%的入射輻射。因此,二氧化釩可以成為理想的太赫茲光波的選擇性吸收器。

  據悉,科研人員正在進一步努力改善材料的性能,使其對光學電子學的發展更具吸引力。比如,把金屬變成電介質的溫度降到68℃以下。


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