Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Министерства науки и высшего образования РФ. «Ученые, по сути, получили компактный (несколько микрон) терагерцовый спектрометр, управляющийся путем изменения напряжения. Использование терагерцовых волн сулит повышение скорости передачи данных в Wi-Fi-системах, развитие новых методов медицинской диагностики, а также открытие объектов в радиоастрономии. Авторы показали также потенциал детектора и для фундаментальной науки. Измеряя ток детектора при изменении концентрации электронов и частоты, можно узнать о свойствах плазмонов (квантов или наименьших количеств колебаний плазмы)», — говорится в сообщении пресс-службы министерства.
Любая система беспроводной передачи информации предполагает наличие источников и детекторов электромагнитных волн, но не для любых волн они имеются. Например, существующие источники терагерцового излучения потребляют огромную мощность или требуют низких температур.
Причина неэффективности терагерцовых детекторов — разница в длине волны излучения и размере детектирующего элемента или транзистора. Волна «проскакивает» мимо детектора, не замечая его. Для решения этой проблемы в конце ХХ века было предложено «спрессовать» энергию падающей волны в объем, сравнимый с объемом детектора. Но создать на практике такой детектор оказалась сложнее, чем писали теоретики. Так, «компактные» волны, которые представляют собой плазмоны, быстро гаснут из-за столкновений электронов с примесями.
Надежды на решения этой проблемы ученые связывали с графеном, но и он не обладал до недавних пор достаточной чистотой. Авторы работы предложили свое решение и разработали детектор, который представляет собой лист двухслойного графена, зажатый кристаллами нитрида бора и подключенный к источнику терагерцового излучения. В таком «бутерброде» примеси выталкиваются к краям, давая плазмонам свободно распространяться.
«Наш прибор объединяет в себе чувствительный детектор и спектрометр терагерцового излучения, а также инструмент для изучения плазмонов в двумерных материалах. Все эти вещи существовали и до нас, но они занимали размер целого оптического стола. А теперь та же функциональность „упакована“ в десяток микрометров», — сказал один из авторов работы, руководитель лаборатории оптоэлектроники двумерных материалов МФТИ Дмитрий Свинцов, слова которого приводятся в сообщении.