Terahertz şüalanması (THz), 0,1 və 10 THz arasında dəyişən tezliklərə malik elektromaqnit şüalanması, görüntüləmə və rabitə sistemləri də daxil olmaqla, müxtəlif yeni texnologiyaların inkişafı üçün istifadə edilə bilər. Bununla belə, indiyə qədər geniş tezlik diapazonunda radiasiyanı aşkar edə bilən sürətli və həssas detektorların olmaması bu THz sensor texnologiyalarının inkişafını məhdudlaşdırmışdır.

Nature Electronics -də dərc olunan son məqalədə Viskonsin-Madison Universitetinin, Tennessi Universitetinin və digər institutların tədqiqatçıları faydalı xassələri nümayiş etdirən 2D-korrelyasiyalı topoloji yarımmetal olan tantal iridium telluriddən (TaIrTe₄) hazırlanmış yeni fotodetektorları təqdim ediblər. Ən əsası, bu material güclü qeyri-xətti Hall effekti, tətbiq olunan elektrik sahəsinə və ya cərəyana qeyri-xətti mütənasib olan xarici maqnit sahəsi olmadıqda eninə gərginliyə səbəb olan fiziki təsir göstərir.

“THz texnologiyası kvant informasiya texnologiyası və biotibbi zondlamada çox vacibdir, çünki onun tezliyi kvant materiallarında aşağı enerjili kollektiv həyəcanlar və bioloji məsələlərdə molekulyar titrəmələrlə rezonans yaradır”, – məqalənin baş müəllifi Jun Xiao Phys.org-a bildirib.

“Bundan başqa, THz diapazonunun ultra yüksək bant genişliyi istənilən yüksəksürətli simsiz rabitəni təmin edə bilərdi. Bununla belə, termal bolometrlər və elektron Schottky diodları kimi müasir detektorlarda eyni vaxtda həssas, genişzolaqlı və sürətli THz aşkarlamasının olmaması səbəbindən THz texnologiyalarının geniş tətbiqinə mane oldu.”

THz radiasiyasını aşkar edə bilən mövcud fotodetektorlar ya çox yavaş, kifayət qədər həssas deyil, ya da yalnız bəzi tezliklərdə siqnalları aşkar etmək qabiliyyətinə malikdir. Beləliklə, Xiao və onun həmkarları yaxşı həssaslıq, sürətli sürət və genişzolaqlı internet nümayiş etdirən, əvvəllər hazırlanmış cihazların məhdudiyyətlərini aşa bilən alternativ materiallar əsasında yeni fotodetektorlar hazırlamağa başladılar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1751605238&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-tairte-photodetectors-highly-sensitive-room.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTIwIl0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1751605238196&bpp=4&bdt=203&idt=82&shv=r20250630&mjsv=m202507020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1751605090%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1751605090%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1751605090%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C336x280&nras=1&correlator=2388748019519&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2129&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31093232%2C95353387%2C95362655%2C95365225%2C31093300%2C95365109%2C95359265%2C95365118&oid=2&pvsid=8879051024681884&tmod=1846020030&uas=0&nvt=2&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-tairte-photodetectors-highly-sensitive-room.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=6&uci=a!6&btvi=2&fsb=1&dtd=86

“Biz atomik nazik TaIrTe₄, 2D-korrelyasiyalı topoloji yarımmetaldan istifadə edərək Har bar həndəsə sensoru cihazlarını hazırladıq və onları terahertz (THz) radiasiyaya məruz qoyduq” dedi Xiao. “Biz bu effekti THz-dən qaynaqlanan fotocərəyanı ölçməklə və cavabdehlik və həssaslıq kimi cihazın performans göstəricilərini qiymətləndirməklə xarakterizə etdik. Cavab sürətini qiymətləndirmək üçün femtosaniyə lazerlə yaradılan THz impulslarından istifadə edərək, daxili pikosaniyə miqyaslı dinamikanı aşkar edərək ultra sürətli avtokorrelyasiya ölçmələri apardıq.”

Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, Xiao və həmkarları ikinci harmonik nəsil (SHG) spektroskopiyası kimi tanınan bir texnikadan istifadə edərək TaIrTe₄-nin kristal simmetriyasını da araşdırdılar. Bu texnikadan istifadə edərək, aşağı temperaturda onların fotodetektorlarının THz reaksiyasını daha da gücləndirən və ya başqa sözlə THz radiasiyasını tez və dəqiq aşkar etmək qabiliyyətini yaxşılaşdıran korrelyasiyalı elektron fazanın meydana çıxmasını müşahidə etdilər.

“Əlavə olaraq, biz nümayiş etdirdik ki, hissetmə performansı və elektron vəziyyət elektrostatik qapı vasitəsilə tənzimlənə bilər” dedi Xiao. “Bu birləşmiş üsullar TaIrTe₄-nin sürətli, genişzolaqlı və yüksək həssas otaq temperaturu THz algılama vədini ortaya qoydu.”

İlkin sınaqlarda bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən hazırlanmış fotodetektorların olduqca yaxşı performans göstərdiyi aşkar edilmişdir. Otaq temperaturunda onlar böyük sıfır qərəzli cavab (~ 0,3 A/V), ultra aşağı NEP (~ pW/Hz ^1/2 ), genişzolaqlı THz cavabı (0,1 ilə 10 THz) və ultra sürətli daxili sürət (~ ps) əldə etdilər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

“Biz həmçinin aşkar etdik ki, topoloji yarımmetal korrelyasiya yüklənmə sırasına keçdikdə sıfır qərəzli cavabdehlik təxminən 50 dəfə (~ 18 A/W) artırıla bilər” dedi Xiao. “Yeni topoloji fizika və kvant xassələri sayəsində nümayiş etdirilən cihaz ölçüləri digər 2D materiallara və ənənəvi texnologiyaya əsaslanan əldə edilə bilən THz detektorları ilə müqayisədə böyük üstünlüklər göstərir.”

Gələcəkdə Xiao və onun həmkarları tərəfindən hazırlanmış fotodetektorlar THz sensor texnologiyalarının inkişafına töhfə verə bilər, eyni zamanda digər komandaları 2D-korrelyasiyalı topoloji semimetallardan istifadə edərək THz sensor cihazları yaratmaq üçün potensial olaraq ruhlandıra bilər. Tədqiqatçılar növbəti araşdırmalarında cihazlarının görüntüləmə və digər real dünya tətbiqləri üçün potensialını qiymətləndirməyi planlaşdırırlar.

“Bizim hazırkı nümayişimiz tək THz sensor cihazına yönəlib” deyə Xiao əlavə edib. “Bunun əsasında, biz materialın yüksək tənzimlənən hissetmə xüsusiyyətləri ilə maşın öyrənmə alqoritmlərini inteqrasiya edərək geniş miqyaslı təsvir massivlərini və ağıllı THz algılamasını inkişaf etdirməyi hədəfləyirik.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Tairan Xi et al, Terahertz ikiölçülü korrelyasiyalı topoloji yarımetal TaIrTe _4- ün qeyri-xətti elektrodinamikasına əsaslanaraq , Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01397-z

Jurnal məlumatı: Nature Electronics 

© 2025 Science X Network