Новое наноустройство в 10 раз быстрее современных транзисторов
Logo
Cover

Швейцарские ученые объединили физику плазмы с новейшими разработками в области нанотехнологий, чтобы получить устройство, сочетающее высокие показатели мощности и частоты импульса одновременно.  

Терагерцовые волны расположены в электромагнитном спектре между микроволнами и инфракрасным излучением. Они обладают несколькими полезными для человека свойствами: проникают сквозь бумагу, одежду, дерево и стены, могут применяться для обнаружения загрязнений воздуха, в сфере безопасности, медицины и коммуникации. При этом они не представляют вреда для здоровья человека.

Однако, несмотря на большой потенциал, генераторы терагерцового излучения применяют в ограниченном объеме — они дорогие и громоздкие. Но это может измениться благодаря изобретению ученых из Федеральной политехнической школы Лозанны, которые создали наноустройство, излучающее серию мощных ТГц-сигналов всего за несколько пикосекунд.

Компактное, недорогое и полностью электрическое устройство производит мощный «разряд», напряжение которого колеблется от 10 В до 100 В за пикосекунду. Устройство способно выдавать такую искру до 50 млн раз в секунду. А если соединить его с антенной, то вырабатывает и излучает мощные ТГц-волны.

Состоит устройство из двух металлических пластин, расположенных в 20 нм друг от друга. Под действием напряжения электроны текут к одной из них, где образуют наноплазму. Как только напряжение достигает определенного предела, электроны почти мгновенно перетекают ко второй пластине. Это быстрое движение создает высокоинтенсивный импульс и запускает терагерцовые волны.

Уникальный оптический транзистор из двух слоев графена и сверхпроводника разработали британские физики. Он усиливает волны в диапазоне от 3 мм до 30 мкм, которые до сих пор не удавалось использовать.