Российские ученые сделали важное открытие в области терагерцевого излучения: чувствительность детекторов на основе двуслойного графена можно значительно увеличить без ограничений, связанных с материалом. Это открывает перспективы для создания нового поколения устройств сверхскоростной связи и промышленной диагностики.
Терагерцевый диапазон электромагнитного спектра считается перспективным для беспроводных технологий, таких как вайфай и 6G. Использование терагерцевого излучения может обеспечить передачу данных в десятки раз быстрее существующих технологий, но этому препятствует отсутствие компактных и высокочувствительных детекторов.
Три года назад российские и индийские ученые выяснили, что проблему можно решить, используя двухслойные структуры из графена. Под воздействием внешнего поля такая конструкция становится аналогом полупроводникового материала, чьи свойства можно настраивать, изменяя число носителей заряда. Это позволяет добиться максимальной чувствительности к поглощаемым волнам.
После этого успеха исследователи из МФТИ решили изучить, как ширина запрещенной зоны влияет на чувствительность и свойства графенового детектора. Запрещенная зона – это характеристика полупроводников, определяющая возможные энергии электронов и их оптические и электрические свойства.
«Мы ожидали, что характеристики детектора стабилизируются, но чувствительность продолжала расти даже при рекордной ширине запрещенной зоны. Это меняет наше представление о потенциале графена в фотонике», – рассказал Дмитрий Свинцов, заведующий лабораторией оптоэлектроники МФТИ.
Исследования показали, что чувствительность детектора можно увеличить примерно в 20 раз, расширив запрещенную зону за счет внедрения прослоек из диоксида гафния – материала с диэлектрическими свойствами. Это открывает возможности для создания не только новых систем беспроводной связи, но и высокочувствительных детекторов для обнаружения дефектов в нефтегазовых трубопроводах и атомных реакторах.
Источник: ТАСС
распечатать статью
