Tahun lalu, tim Sheng Zhigao, seorang peneliti di Pusat Medan Magnet Tinggi, Institut Ilmu Fisika Hefei, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, mengembangkan modulator elektro-optik terahertz yang aktif dan cerdas, yang mengandalkan perangkat eksperimen medan magnet tinggi dalam kondisi tunak. 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 terbatas oleh pengembangan material dan komponen terahertz. Di antara keduanya, pengendalian gelombang terahertz secara aktif dan cerdas oleh medan eksternal merupakan arah penelitian penting di bidang ini.
Dengan fokus pada arah penelitian mutakhir komponen inti terahertz, tim peneliti telah menciptakan modulator tegangan terahertz berbasis material dua dimensi grafen [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], modulator fotokontrol pita lebar Terahertz berbasis oksida berasosiasi kuat [ACS Appl. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)], dan sumber terahertz frekuensi tunggal terkontrol magnetik berbasis fonon [Advanced Science 9, 2103229(2021)]. Lapisan oksida elektron vanadium dioksida berasosiasi dipilih sebagai lapisan fungsional, dengan desain struktur multi-lapis dan metode kontrol elektronik yang diadopsi. Modulasi aktif multifungsi untuk transmisi, refleksi, dan penyerapan terahertz tercapai (Gambar a). Hasil penelitian menunjukkan bahwa selain transmitansi dan absorptivitas, reflektivitas dan fase refleksi juga dapat diatur secara aktif oleh medan listrik, dengan kedalaman modulasi reflektivitas mencapai 99,9% dan fase refleksi mencapai modulasi ~180° (Gambar b). Yang lebih menarik, untuk mencapai kendali elektrik terahertz yang cerdas, para peneliti merancang perangkat dengan loop umpan balik "terahertz - listrik-terahertz" yang inovatif (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 ditekan
(c) diagram skema kontrol cerdas
Pengembangan terahertz yang aktif dan cerdasmodulator elektro-optikberbasis material elektronik terkait memberikan ide baru untuk realisasi kendali cerdas terahertz. Penelitian ini didukung oleh Program Penelitian dan Pengembangan Kunci Nasional, Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional, dan Dana Pengarahan Laboratorium Medan Magnetik Tinggi Provinsi Anhui.
Waktu posting: 08-08-2023