No ano passado, a equipe de Sheng Zhigao, pesquisador do Centro de Alto Campo Magnético do Instituto de Ciências Físicas de Hefei, Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu um modulador eletro-óptico de terahertz ativo e inteligente, baseado no campo magnético alto em estado estacionário experimental. dispositivo. A pesquisa é publicada na ACS Applied Materials & Interfaces.
Embora a tecnologia terahertz tenha características espectrais superiores e amplas perspectivas de aplicação, sua aplicação em engenharia ainda é seriamente limitada pelo desenvolvimento de materiais e componentes terahertz. Entre eles, o controle ativo e inteligente da onda terahertz por campo externo é uma importante direção de pesquisa neste campo.
Visando a direção de pesquisa de ponta dos componentes principais do terahertz, a equipe de pesquisa inventou um modulador de tensão terahertz baseado no material bidimensional grafeno [Adv. Matéria óptica. 6, 1700877(2018)], um modulador fotocontrolado de banda larga Terahertz baseado no óxido fortemente associado [ACS Appl. Matéria. Inter. 12, After 48811(2020)] e nova fonte terahertz controlada magnéticamente de frequência única baseada em fônons [Advanced Science 9, 2103229(2021)], o filme de dióxido de vanádio de óxido de elétron associado é selecionado como a camada funcional, estrutura multicamadas design e método de controle eletrônico são adotados. A modulação ativa multifuncional da transmissão, reflexão e absorção de terahertz é alcançada (Figura a). Os resultados mostram que além da transmitância e absortividade, a refletividade e a fase de reflexão também podem ser reguladas ativamente pelo campo elétrico, em que a profundidade de modulação da refletividade pode atingir 99,9% e a fase de reflexão pode atingir a modulação de ~180o (Figura b) . O mais interessante é que, para obter controle elétrico inteligente de terahertz, os pesquisadores projetaram um dispositivo com um novo ciclo de feedback “terahertz – terahertz elétrico” (Figura c). Independentemente das mudanças nas condições iniciais e no ambiente externo, o dispositivo inteligente pode atingir automaticamente o valor de modulação terahertz definido (esperado) em cerca de 30 segundos.
(a) Diagrama esquemático de ummodulador eletro-ópticobaseado no VO2
(b) mudanças de transmitância, refletividade, absortividade e fase de reflexão com corrente impressa
(c) diagrama esquemático de controle inteligente
O desenvolvimento de um terahertz ativo e inteligentemodulador eletro-ópticobaseado em materiais eletrônicos associados fornece uma nova ideia para a realização do controle inteligente terahertz. Este trabalho foi apoiado pelo Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento, pela Fundação Nacional de Ciências Naturais e pelo Fundo de Direção de Laboratórios de Alto Campo Magnético da Província de Anhui.
Horário da postagem: 08/08/2023