Inbäddat mellan radiovågor och infrarött ljus är terahertz (THz) delen av det elektromagnetiska spektrumet. Genom att lägga till en nanoskala bit av grafen, forskare har hittat ett bättre sätt att ställa in strålning för en THz -sändare.
Forskare från University of Notre Dame i Indiana har utnyttjat ytterligare en av grafens anmärkningsvärda egenskaper för att bättre styra en relativt otämd del av det elektromagnetiska spektrumet:terahertz -bandet.
Terahertz -strålning erbjuder spännande nya möjligheter inom kommunikation, medicinsk bildbehandling, och kemisk detektion. Gränsövergången mellan radiovågor med hög energi och infrarött ljus med lägst energi, terahertz -vågor är notoriskt svåra att producera, upptäcka, detektera, och modulera. Modulation, eller varierar höjden på terahertzvågorna, är särskilt viktigt eftersom en modulerad signal kan bära information och är mer mångsidig för applikationer som kemisk och biologisk avkänning. Några av dagens mest lovande terahertz-teknik är baserade på små halvledartransistorliknande strukturer som kan modulera en terahertz-signal vid rumstemperatur, vilket är en betydande fördel jämfört med tidigare modulatorer som bara kunde arbeta vid extremt kalla temperaturer.
Tyvärr, dessa transistorliknande anordningar förlitar sig på ett tunt metallskikt som kallas en "metallgrind" för att ställa in terahertz-signalen. Denna metallport minskar signifikant signalstyrkan och begränsar hur mycket signalen kan moduleras till bristfälliga 30 procent. Som rapporterats i AIP:s journal Tillämpad fysikbokstäver , genom att ersätta metallgrinden med ett enda lager av grafen, forskarna har förutspått att moduleringsområdet kan avsevärt utökas till att överstiga 90 procent. Denna modulering styrs genom att applicera en spänning mellan grafen och halvledare. Till skillnad från metallportmodulatorn, grafendesignen minskade knappt uteffekten för terahertz -energin. Består av ett atom-tjockt ark med kolatomer, grafen har en mängd fantastiska egenskaper:det är anmärkningsvärt starkt, en utmärkt värmeisolator, en ledare för el, och nu ett bättre sätt att modulera terahertz -strålning.
