муҳаққиқон чипи бениҳоят борикро бо схемаи интегралӣ фотоникӣ таҳия карданд, ки онро метавон барои истифода бурдани фосилаи ба истилоҳ терагертс, ки дар спектри электромагнитӣ дар байни 0,3-30 THz ҷойгир аст, барои спектроскопия ва тасвир истифода бурд.
Ин холигоҳ дар айни замон як минтақаи мурдаи технологӣ аст, ки басомадҳоро тавсиф мекунад, ки барои дастгоҳҳои электроника ва телекоммуникатсионии имрӯза хеле тезанд, аммо барои оптика ва барномаҳои тасвирӣ хеле суст мебошанд.
Бо вуҷуди ин, чипи нави олимон ҳоло ба онҳо имкон медиҳад, ки мавҷҳои терагерсро бо басомад, дарозии мавҷ, амплитуда ва фазаи мувофиқ тавлид кунанд. Чунин назорати дақиқ метавонад имкон диҳад, ки радиатсияи терагертс барои барномаҳои насли оянда ҳам дар соҳаи электронӣ ва ҳам оптикӣ истифода шавад.
Коре, ки байни EPFL, ETH Zurich ва Донишгоҳи Ҳарвард гузаронида шудааст, дар нашрия нашр шудаастМуоширати табиат.
Кристина Бенеа-Челмус, ки тадқиқотро дар Лабораторияи фотоникаи гибридӣ (HYLAB) дар Мактаби муҳандисии EPFL роҳбарӣ мекард, тавзеҳ дод, ки дар ҳоле ки мавҷҳои терагертс қаблан дар муҳити лабораторӣ тавлид мешуданд, равишҳои қаблӣ асосан ба кристаллҳои оммавӣ барои тавлиди басомадҳои дуруст такя мекарданд. Ба ҷои ин, истифодаи лабораторияи ӯ аз схемаи фотоникӣ, ки аз ниобати литий сохта шудааст ва аз ҷониби ҳамкорони Донишгоҳи Ҳарвард дар миқёси нанометрӣ ба таври возеҳ кашида шудааст, муносибати хеле соддатарро фароҳам меорад. Истифодаи субстрати кремний инчунин дастгоҳро барои ҳамгироӣ ба системаҳои электронӣ ва оптикӣ мувофиқ мекунад.
"Таҳлили мавҷҳо дар басомадҳои хеле баланд ниҳоят душвор аст ва техникаи хеле кам вуҷуд дорад, ки онҳоро бо намунаҳои беназир тавлид кунад" гуфт ӯ. "Мо ҳоло қодирем, ки шакли дақиқи мавҷҳои терагертсро таҳия кунем - аслан бигӯям, ки" ман шакли мавҷеро мехоҳам, ки ба ин монанд бошад."
Барои ноил шудан ба ин, лабораторияи Бенеа-Челмус тарҳрезии чипҳои каналҳоро, ки мавҷгирҳо номида мешавад, тавре тарҳрезӣ кард, ки мавҷгирҳои микроскопӣ барои пахши мавҷҳои терагертс, ки аз нури нахҳои оптикӣ тавлид мешаванд, истифода шаванд.
"Далели он, ки дастгоҳи мо аллакай аз сигнали оптикии стандартиро истифода мебарад, дар ҳақиқат як бартарият аст, зеро ин маънои онро дорад, ки ин микросхемаҳои нав метавонанд бо лазерҳои анъанавӣ истифода шаванд, ки хеле хуб кор мекунанд ва хеле хуб дарк мешаванд. Ин маънои онро дорад, ки дастгоҳи мо ба телекоммуникатсионӣ мувофиқ аст" гуфт Бенеа-Челмус. Вай илова кард, ки дастгоҳҳои миниатюрӣ, ки сигналҳоро дар диапазони терагерт мефиристанд ва қабул мекунанд, метавонанд дар системаҳои мобилии насли шашум (6G) нақши калидӣ бозанд.
Дар ҷаҳони оптика, Бенеа-Челмус потенсиали махсусро барои микросхемаҳои миниатюрии ниобати литий дар спектроскопия ва тасвир мебинад. Илова бар ионизатсия накардан, мавҷҳои терагерт нисбат ба бисёр дигар мавҷҳо (масалан, рентгенҳо), ки айни замон барои додани маълумот дар бораи таркиби мавод истифода мешаванд - хоҳ он устухон бошад, хоҳ расми равғанӣ, энергияи камтар доранд. Аз ин рӯ, як дастгоҳи паймоне, ки харобнашаванда аст, ба монанди чипи ниобати литий метавонад ба усулҳои спектрографии ҳозира алтернативаи камтар инвазивӣ пешниҳод кунад.
"Шумо метавонед тасаввур кунед, ки тавассути маводе, ки ба шумо маъқул аст, радиатсияи терагерт фиристода мешавад ва онро таҳлил кунед, то вокуниши маводро вобаста ба сохтори молекулавии он чен кунед. Ҳамаи ин аз дастгоҳи хурдтар аз сари гӯгирд" гуфт ӯ.
Минбаъд, Бенеа-Челмус нақша дорад, ки ба тағир додани хосиятҳои мавҷгирҳои чип ва мавҷгирҳо барои муҳандисии шаклҳои мавҷҳо бо амплитудаҳои бештар ва басомадҳои дақиқтар танзимшуда ва суръати пӯсида тамаркуз кунад. Вай инчунин потенсиали технологияи терагертсро, ки дар лабораторияи худ таҳия шудааст, барои татбиқи квантӣ муфид мебинад.
"Саволҳои зиёде барои ҳалли онҳо ҳастанд; масалан, мо ба он таваҷҷӯҳ дорем, ки оё мо метавонем аз чунин микросхемаҳо барои тавлиди навъҳои нави радиатсияи квантӣ истифода кунем, ки онҳоро дар ҷадвалҳои хеле кӯтоҳ идора кардан мумкин аст. Чунин мавҷҳо дар илми квантӣ метавонанд барои назорати объектҳои квантӣ истифода шаванд ", - хулоса кард ӯ.
Вақти фиристодан: феврал-14-2023
