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 aktif dan cerdas yang bergantung pada perangkat eksperimental medan magnet tinggi keadaan tunak. Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal ACS Applied Materials & Interfaces.
Meskipun teknologi terahertz memiliki karakteristik spektral yang unggul dan prospek aplikasi yang luas, penerapan tekniknya masih sangat terbatas oleh pengembangan material terahertz dan komponen terahertz. Di antara itu, kontrol aktif dan cerdas gelombang terahertz oleh medan eksternal merupakan arah penelitian penting di bidang ini.
Dengan tujuan 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. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)] dan sumber terahertz terkontrol magnetik frekuensi tunggal baru berbasis fonon [Advanced Science 9, 2103229(2021)], film oksida elektron terkait vanadium dioksida dipilih sebagai lapisan fungsional, desain struktur multi-lapisan dan metode kontrol elektronik diadopsi. Modulasi aktif multifungsi 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, di mana kedalaman modulasi reflektivitas dapat mencapai 99,9% dan fase refleksi dapat mencapai modulasi ~180° (Gambar b). Lebih menarik lagi, untuk mencapai kontrol listrik 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 cerdas ini dapat secara otomatis mencapai nilai modulasi terahertz yang ditetapkan (diharapkan) dalam waktu sekitar 30 detik.
(a) Diagram skematik dari sebuahmodulator elektro optikberdasarkan VO2
(b) perubahan transmitansi, reflektivitas, absorptivitas dan fase refleksi dengan arus yang diberikan
(c) diagram skematik kontrol cerdas
Pengembangan terahertz yang aktif dan cerdasmodulator elektro-optikBerdasarkan material elektronik terkait, penelitian ini memberikan ide baru untuk mewujudkan kendali cerdas terahertz. Penelitian ini didukung oleh Program Penelitian dan Pengembangan Kunci Nasional, Yayasan Sains Alam Nasional, dan Dana Arah Laboratorium Medan Magnet Tinggi Provinsi Anhui.
Waktu posting: 08-Agustus-2023