Tahun lalu, tim Sheng Zhigao, seorang peneliti di High Magnetic Field Center, Hefei Institute of Physical Sciences, Chinese Academy of Sciences, mengembangkan modulator elektro-optik terahertz yang aktif dan cerdas dengan mengandalkan perangkat eksperimen medan magnet tinggi dalam kondisi stabil. Penelitian ini dipublikasikan di ACS Applied Materials & Interfaces.
Meskipun teknologi terahertz memiliki karakteristik spektral yang unggul dan prospek aplikasi yang luas, aplikasi rekayasanya masih sangat dibatasi oleh pengembangan material terahertz dan komponen terahertz. Di antara semuanya, pengendalian aktif dan cerdas gelombang terahertz oleh medan eksternal merupakan arah penelitian penting dalam bidang ini.
Bertujuan pada arah penelitian mutakhir komponen inti terahertz, tim peneliti telah menciptakan modulator tegangan terahertz berdasarkan material dua dimensi graphene [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], modulator fotokontrol pita lebar Terahertz berdasarkan oksida yang sangat terkait [ACS Appl. Inter. 12, After 48811(2020)] dan sumber terahertz baru yang dikendalikan magnetik frekuensi tunggal berbasis fonon [Advanced Science 9, 2103229(2021)], film vanadium dioksida oksida elektron terkait dipilih sebagai lapisan fungsional, desain struktur multi-lapisan dan metode kontrol elektronik diadopsi. Modulasi aktif multifungsi dari transmisi, refleksi, dan penyerapan terahertz tercapai (Gambar a). Hasilnya menunjukkan bahwa selain transmitansi dan absorptivitas, reflektivitas dan fase refleksi juga dapat diatur secara aktif oleh medan listrik, di mana kedalaman modulasi reflektivitas dapat mencapai 99,9% dan fase refleksi dapat mencapai modulasi ~180o (Gambar b). Yang lebih menarik, untuk mencapai kontrol listrik terahertz yang cerdas, para peneliti merancang perangkat dengan loop umpan balik “terahertz – electric-terahertz” yang baru (Gambar c). Terlepas dari perubahan kondisi awal dan lingkungan eksternal, perangkat pintar dapat secara otomatis mencapai nilai modulasi terahertz yang ditetapkan (diharapkan) dalam waktu sekitar 30 detik.
(a) Diagram skema suatumodulator elektro optikberdasarkan VO2
(b) perubahan transmitansi, reflektivitas, absorptivitas dan fase refleksi dengan arus yang diberikan
(c) diagram skematik kendali cerdas
Pengembangan terahertz aktif dan cerdasmodulator elektro-optikberdasarkan bahan elektronik terkait memberikan ide baru untuk mewujudkan kendali cerdas terahertz. Pekerjaan ini didukung oleh Program Penelitian dan Pengembangan Kunci Nasional, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional, dan Dana Arah Laboratorium Medan Magnetik Tinggi Provinsi Anhui.
Waktu posting: 08-08-2023