Forskare vid Center for Theoretical Physics of Complex Systems (PCS), inom Institute for Basic Science (IBS, Sydkorea) har föreslagit en transistor gjord av grafen och en tvådimensionell superledare som förstärker terahertz (THz) signaler. Denna forskning genomfördes i samarbete med kollegor från Micro/Nano Fabrication Laboratory Microsystem och Terahertz Research Center (Kina), A. V. Rzhanov Institute of Semiconductor Physics (Ryssland), och Loughborough University (Storbritannien) och publicerades i Fysiska granskningsbrev .

Det växande intresset för THz -frekvensområdet kan enkelt förklaras av dess olika potentiella tillämpningar. Denna region av det elektromagnetiska spektrumet, mellan radiovågor och infrarött ljus, lämpar sig för extremt högupplösta bilder, icke-invasiv tumördetektering, biosäkerhet, telekommunikation, och krypterings-dekrypteringsprocedurer, bland andra. Dock, praktiskt taget, att hitta en kraftfull strålkälla i detta frekvensområde är så utmanande, att forskare vanligtvis kallar detta problem som "Terahertz -gapet".

I det här arbetet, forskarna föreslog en ny strategi för att förstärka THz-strålning från svaga och ojämna signaler, som är vanliga i, till exempel, biologiska prover. Enheten består av ett grafenark placerat i närheten av en tvådimensionell superledare och är ansluten till en strömkälla, som ger tillräckligt med energi för att excitera superledarens elektroner. THz -signalförstärkningen förklaras av elektronernas kollektiva oscillerande beteende i båda de två materialen plus grafens kvantkapacitet.

"Detta arbete demonstrerar de applikationsorienterade perspektiven för system som enbart kännetecknas av kvanteffekter. Lättämnesinteraktion i dessa hybridsystem representerar inte bara ett grundläggande intresse, men det kan bli en grund för framtida enheter, såsom terahertz logiska grindar, som för närvarande är mycket efterfrågade, "förklarar Ivan Savenko, ledare för teamet Light-Matter Interaction in Nanostructures (LUMIN) på PCS IBS.