Наноразмерное устройство, генерирующее мощные терагерцевые волны.
Ученые разработали наноразмерное устройство, генерирующее мощные терагерцевые волны. Оно в десять раз быстрее и значительно дешевле традиционных устройств. Может генерировать как высокоэнергетические, так и высокочастотные импульсы.
Наноразмерное устройство, генерирующее мощные терагерцевые волны:
Ученые разработали наноразмерное устройство, генерирующее мощные терагерцевые волны. Терагерцевое (или терагерцовое, также ТГц) излучение – это вид электромагнитного излучения, спектр частот которого расположен между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами. Границы между этими видами излучения в разных источниках определяются по-разному. Максимальный допустимый диапазон ТГц частот 3·1011– 3·1012 Гц, диапазон длин волн 1 – 0,1 мм соответственно. Такие волны ещё называются субмиллиметровыми.
Терагерцевые волны являются одним из видов неионизирующего излучения. Они безопасны для человека и не представляют никакого риска для его здоровья. Эта технология уже используется в некоторых аэропортах для сканирования пассажиров и обнаружения опасных предметов и веществ.
Терагерцевые волны способны проникать сквозь пластик, одежду, стены, керамические материалы и деревья. Однако металлы и вода задерживают эти волны и не пропускают. Терагерцевые волны способны передавать на расстояние большие объемы данных. Это свойство в будущем может быть использовано для создания быстрой беспроводной связи. ТГц-излучение пока не получило широкого распространения, потому что генерирующие их устройства, основанные на традиционных технологиях, являются дорогостоящими и громоздкими для генерации.
Наноразмерное устройство представляет собой компактное, крошечное, недорогое, полностью электрическое наноустройство, состоящее из двух металлических пластин, расположенных на расстоянии менее 20 нм друг от друга. При подаче напряжения электроны направляются к одной из пластин, где они образуют наноплазму. Как только напряжение достигает определенного порога, электроны практически мгновенно перемещаются на вторую пластину. Такой быстрый скачёк создает интенсивный импульс, который производит высокочастотные и высокоэнергетические терагерцевые волны практически мгновенно.
В процессе работы наноразмерное устройство генерирует мощную «искру», со скачком напряжения от 10 В до 100 В, в пикосекундном диапазоне. Каждую секунду прибор способен производить до 50 млн сигналов, а при подключении к антенне излучать мощные ТГц-волны.
Созданное учеными наноустройство отличается от обычных устройств, генерирующих терагерцевые волны, тем, что в десять раз быстрее их (обычные электронные устройства способны переключаться только со скоростью до одного вольта в пикосекунду, что слишком медленно для получения мощных ТГц-волн), значительно дешевле традиционных устройств, может генерировать как высокоэнергетические, так и высокочастотные импульсы, может быть интегрировано с другими электронными устройствами, такими как транзисторы, а также благодаря своему компактному размеру размещаться в небольших микросхемах и гибкой носимой электронике.
По словам ученых, эта наноразмерное устройство в будущем произведет революцию в системах безопасности, быстрой беспроводной связи, медицинской визуализации, зондирования.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com