El año pasado, el equipo de Sheng Zhigao, un investigador en el Centro de Campo Magnético del Alto Instituto de Ciencias Físicas de Hefei, la Academia de Ciencias de China, desarrolló un modulador electroóptico de Terahertz activo e inteligente que depende del dispositivo experimental de campo magnético de alto estado. La investigación se publica en ACS Applied Materials e interfaces.
Aunque la tecnología Terahertz tiene características espectrales superiores y amplias prospectos de aplicaciones, su aplicación de ingeniería aún está seriamente limitada por el desarrollo de materiales Terahercios y componentes de Terahercios. Entre ellos, el control activo e inteligente de la onda Terahercios por campo externo es una importante dirección de investigación en este campo.
Con el objetivo de la dirección de investigación de vanguardia de los componentes del núcleo de Terahertz, el equipo de investigación ha inventado un modulador de estrés de Terahertz basado en el grafeno de material bidimensional [Adv. Mater óptico. 6, 1700877 (2018)], un modulador fotocontrolado de banda ancha Terahertz basado en el óxido fuertemente asociado [ACS Appl. Mater. Enterrar. 12, después de 48811 (2020)] y la nueva fuente de terahercios controlados por una sola frecuencia basada en Phonon [Avanzada Science 9, 2103229 (2021)], la película de dióxido de vanadio de óxido de electrones asociado se selecciona como la capa funcional, el diseño de la estructura de la capa múltiple y el método de control electrónico. Se logra una modulación activa multifuncional de la transmisión, reflexión y absorción de Terahercios (Figura A). Los resultados muestran que, además de la transmitancia y la absorción, la fase de reflectividad y reflexión también puede estar regulada activamente por el campo eléctrico, en el que la profundidad de la modulación de reflectividad puede alcanzar el 99.9% y la fase de reflexión puede alcanzar la modulación de ~ 180o (Figura B). Más interesante, para lograr un control eléctrico inteligente de Terahertz, los investigadores diseñaron un dispositivo con un novedoso circuito de retroalimentación de "Terahertz-Electric-terahertz" (Figura C). Independientemente de los cambios en las condiciones iniciales y el entorno externo, el dispositivo inteligente puede alcanzar automáticamente el valor de modulación Terahertz establecido (esperado) en aproximadamente 30 segundos.
(a) Diagrama esquemático de unmodulador de electro ópticaBasado en VO2
(b) Cambios de transmitancia, reflectividad, absorción y fase de reflexión con corriente impresa
(c) Diagrama esquemático del control inteligente
El desarrollo de un teraherctz activo e inteligentemodulador electroópticoBasado en materiales electrónicos asociados, proporciona una nueva idea para la realización del control inteligente de Terahertz. Este trabajo fue apoyado por el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales y el Fondo de Dirección de Laboratorio de Campo Magnético de la provincia de Anhui.
Tiempo de publicación: agosto-08-2023