МОСКВА, 20 декабря. /ТАСС/. Коллектив ученых из Московского физико-технического института (МФТИ), Англии, Японии и Италии создал терагерцовый спектрометр на основе графена - устройство, которое позволит значительно ускорить передачу информации по беспроводным системам. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.
"Ученые, по сути, получили компактный (несколько микрон) терагерцовый спектрометр, управляющийся путем изменения напряжения. Использование терагерцовых волн сулит повышение скорости передачи данных в Wi-Fi-системах, развитие новых методов медицинской диагностики, а также открытие объектов в радиоастрономии <...> Авторы показали также потенциал детектора и для фундаментальной науки. Измеряя ток детектора при изменении концентрации электронов и частоты, можно узнать о свойствах плазмонов (квантов или наименьших количеств колебаний плазмы)", - говорится в сообщении.
Любая система беспроводной передачи информации предполагает наличие источников и детекторов электромагнитных волн, но не для любых волн они имеются. Например, существующие источники терагерцового излучения потребляют огромную мощность или требуют низких температур.
Причина неэффективности терагерцовых детекторов - разница в длине волны излучения и размере детектирующего элемента или транзистора. Волна "проскакивает" мимо детектора, не замечая его. Для решения этой проблемы в конце ХХ века было предложено "спрессовать" энергию падающей волны в объем, сравнимый с объемом детектора. Но создать на практике такой детектор оказалась сложнее, чем писали теоретики. Так, "компактные" волны, которые представляют собой плазмоны, быстро гаснут из-за столкновений электронов с примесями.
Надежды на решения этой проблемы ученые связывали с графеном, но и он не обладал до недавних пор достаточной чистотой. Авторы работы предложили свое решение и разработали детектор, который представляет собой лист двухслойного графена, зажатый кристаллами нитрида бора и подключенный к источнику терагерцового излучения. В таком "бутерброде" примеси выталкиваются к краям, давая плазмонам свободно распространяться.
"Наш прибор объединяет в себе чувствительный детектор и спектрометр терагерцового излучения, а также инструмент для изучения плазмонов в двумерных материалах. Все эти вещи существовали и до нас, но они занимали размер целого оптического стола. А теперь та же функциональность "упакована" в десяток микрометров", - сказал один из авторов работы, руководитель лаборатории оптоэлектроники двумерных материалов МФТИ Дмитрий Свинцов, слова которого приводятся в сообщении.
