Terahertz (THz) technoleg yn yn ceisiadau fel biofeddygol delweddu, telathrebu a uwch synhwyro systemau. Fodd bynnag% 2c due i y unigryw natur o electromagnetig tonnau yn y {0}}}.1 i 10 terahertz ystod% 2c mae'n wedi bod anodd datblygu cydrannau perfformiad uchel hynny arddangos y gwir potensial o terahertz technoleg. Even y dylunio yn y bôn cydrannau fel hidlyddion a absorbers Remains A huge Her.
Yn ffodus% 2c y rise o metamaterials efallai plwm arloesol atebion i rhain problemau. Diolch i datblygiadau mewn saernïo a prosesu technolegau, yw nawr bosibl Fabricate dau-dimensiwn (2D) patrymog microstructures gyda unigryw eiddo electromagnetig yn y terahertz ystod% 2c caniatáu heb ei debyg signalau yn rhain amleddau .
Er a amrywiaeth o 2D metamaterials (or "hypersurfaces") wedi wedi cynnig ar gyfer ton-amsugno deunyddiau, rhan o ohonynt dal wedi cyfyngiadau difrifol . A cyffredin problem yw hynny unwaith y strwythurol moddau o a hypersurface amsugno deunydd wedi wedi wedi'u nodi a ffugio, its eiddo electromagnetig eiddo are sefydlog.
Mae hyn heb fod yn tiwnadwyedd terfynau y bosibl ceisiadau o dyfeisiau o'r fath. On y arall llaw, er tunable yn seiliedig ar fetel hypersurface absorbers bodoli, y defnydd o o haenau yn yn yn anfantais several anfanteision fel y anhawster o fabricating y angenrheidiol strwythurau a y gwael perfformiad yn ddyledus i y eiddo eiddo o metelau .
Yn hwn cyd-destun% 2c Dr. Wenan Cao's tîm yn Shanghai Prifysgol Gwyddoniaeth a Technoleg wedi datblygu nofel nofel carbon tunable metasurface absorber gyda an lled band yn yn y terahertz ystod. Mae hyn ymchwil cyfarwyddedig gan Dr. Wenhan Cao yn yn ddiweddar cyhoeddedig yn Uwch Photonics Nexus.
"The craidd o y absorber defnyddiau graphene a graphite microstructures as resonators a graffit layers as back-reflecting surfaces." Dr. Gwenhan Cao yn egluro, "The ailadrodd is-unedau (or 'cells') yn hyn terahertz metasurface absorber wedi wedi cynllunio'n strategol i optimize y amsugno effeithlonrwydd seiliedig ar pedwar prif ffactorau: geometreg, materol eiddo, polareiddio sensitif, a tiwnio mecanwaith."
Yn termau o geometreg, y absorber consists o tair haenau tenau . Y haen uchaf yw a patrymog haen haen cynnwys consentrig graffit cylchoedd rhyng-gysylltiedig graphene gwifrau y ail haen yw A syml dielectric hynny yn helpu dissipate unwanted electromagnetig tonnau; a y y trydydd haen yn yn yn amsugno haen hynny atalnodau terahertz tonnau tonnau o o'r treiddio yn uniongyrchol drwy dyfais, hynny uchafu effeithlonrwydd.
Mae'r deunydd dewis a geometrig dylunio o'r amsugnwr yn optimized gan dadansoddiad rhifiadol a efelychu, sydd yn cyfrannu i ei rhyfeddol amsugno yn y terahertz ystod. notably 2c a allweddol eiddo o y cynnig absorber is is tunability energy levels. Mae hyn paramedr yn hanfodol yn deunyddiau a lled-ddargludyddion technoleg fel mae'n penderfynyddion y dosbarthiad o electronau mewn gwahanol egni lefelau.
Trwy ymgeisio a foltedd i a graphene haen, mae'n bosibl newid mae'n Fermi egni lefel a thus hawdd mireinio y amsugno lled band. Dr. Wenhan Cao pwysleisio , "At a Fermi egni lefel o 1 eV, y amsugnwr absorber cyflawn an yn rhyfeddol lled band o 8.99 THz, yn yn amsugno 8.35 THz a 14.70 THz."
Arall sylweddol mantais o y arfaethedig dylunio yw ei ansensitifrwydd i y polareiddio ongl o y y digwyddiad ymbelydredd. Defnyddio o cylchoedd yn y y amsugnwr naturiol cynnyrch hyn ffafriol eiddo. Y cylch, bod A berffaith cymesur siâp, caniatáu y absorber i cynnal uchel amsugno cyfradd yn yn digwyddiad onglau i i 50 gradd .
Yn byr, y llawer o fanteision o y arfaethedig dylunio gyda'i 'simplicity represent a true breakthrough in terahertz technology." Y arfaethedig absorber cynigion an ultra-thin, syml metel-rhydd strwythur gyda eang eang eang amsugniad lled band ar A isel trwch, sy'n fawr gwella its applicability. Mae'r rhain manteision surpass arall adrodd amsugnyddion.
Yn y agos dyfodol, terahertz dyfeisiau bydd yn dod rhan o bob dydd dechnoleg, yn arbennig yn ardaloedd fel fel meddygaeth a cyfathrebu, fel wel fel yn mwy meysydd ymchwil-oriented fel deunyddiau gwyddoniaeth a bioleg.
