No ano passado, a equipe de Sheng Zhigao, pesquisadora do centro de campo magnético do Instituto de Ciências Físicas de Hefei, a Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu um modulador eletro-óptico ativo e inteligente de terahertz confiando no dispositivo experimental de campo magnético de alto estado. A pesquisa é publicada na ACS Applied Materials & Interfaces.
Embora a tecnologia terahertz tenha características espectrais superiores e amplas perspectivas de aplicação, sua aplicação de engenharia ainda é seriamente limitada pelo desenvolvimento de materiais terahertz e componentes terahertz. Entre eles, o controle ativo e inteligente da onda de Terahertz por campo externo é uma importante direção de pesquisa nesse campo.
Com o objetivo da direção de pesquisa de ponta dos componentes do núcleo de Terahertz, a equipe de pesquisa inventou um modulador de tensão de Terahertz com base no grafeno de material bidimensional [adv. Mater óptico. 6, 1700877 (2018)], um modulador fotocontrolado de banda larga de Terahertz com base no óxido fortemente associado [ACS Appl. Mater. Inter. 12, após 48811 (2020)] e a nova fonte de terahertz com base na frequência única de fônon [Science Advanced 9, 2103229 (2021)], o filme de dioxido de vanádio de óxido eletrônico associado é selecionado como a camada funcional, o método de design de estrutura de lagadores múltiplos e o método de controle eletrônico. A modulação ativa multifuncional da transmissão, reflexão e absorção de terahertz é alcançada (Figura A). Os resultados mostram que, além da transmitância e absorção, a fase de refletividade e reflexão também pode ser regulada ativamente pelo campo elétrico, no qual a profundidade da modulação da refletividade pode atingir 99,9% e a fase de reflexão pode atingir a modulação de 180o (Figura B). Mais interessante, para alcançar o controle elétrico de Terahertz inteligente, os pesquisadores projetaram um dispositivo com um novo loop de feedback "Terahertz-Electric-Terahertz" (Figura C). Independentemente das alterações nas condições de partida 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 Electro ópticoBaseado no VO2
(b) Alterações de transmitância, refletividade, absorção e fase de reflexão com corrente impressionada
(c) Diagrama esquemático de controle inteligente
O desenvolvimento de um terahertz ativo e inteligentemodulador eletro-ópticoCom base em materiais eletrônicos associados, fornece uma nova idéia para a realização do controle inteligente de Terahertz. Este trabalho foi apoiado pelo Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento, Fundação Nacional de Ciências Naturais e Fundo de Direção Laboratório de Campo Magnético da província de Anhui.
Hora de postagem: agosto-08-2023