Qrafen plazmon polaritonları üstünlüklü optoelektronik xüsusiyyətlərə malik hibrid kvazi hissəciklər sinfidir. Bu hissəciklər elektromaqnit spektrinin terahertz və orta infraqırmızı bölgələrində işləyən miniatürləşdirilmiş nanoölçülü sxemlərin inkişafı üçün perspektivli olduğunu sübut etdi.

Bu terahertz sxemləri potensial olaraq məlumatı diqqətəlayiq sürətlə emal edə bilər və bununla da elektronikanın daha da inkişafına töhfə verə bilər. Qrafen plazmon polaritonlarının nanoölçülü terahertz sxemlərinin reallaşdırılması üçün potensialına baxmayaraq , mövcud üsullar polariton siqnallarını idarə etmək üçün zəruri olan elektron komponentləri inteqrasiya etməkdə səmərəsiz olduğunu sübut etdi .

NTT Əsas Tədqiqat Laboratoriyalarının və Yaponiyanın müxtəlif institutlarının tədqiqatçıları bu yaxınlarda terahertz elektronikasından istifadə edərək çipdə qrafen plazmon dalğa paketlərini etibarlı şəkildə yaratmaq, manipulyasiya etmək və aşkar etmək strategiyasını işləyib hazırlayıblar. Nature Electronics -də nəşr olunan məqalədə təqdim olunan onların təklif etdiyi strategiya qrafen plazmonik inteqral sxemlərin inkişafı üçün yeni imkanlar açır.

Katsumasa Yoshioka, “Tədqiqatımız tənzimlənmə qabiliyyəti, aşağı itki və terahertz elektrik sahələrinin sıx şəkildə məhdudlaşdırılması kimi unikal xüsusiyyətlərə malik olan qrafen plazmonundan istifadə edərək ultrasürətli inteqral sxemlərin yaradılması məqsədi ilə idarə olundu.” Bu barədə Tech Xplore-a məqalənin müəllifi bildirib.

“Layihəmiz elektrik nəqliyyatı ölçmələri və ultrasürətli lazer spektroskopiyası üzrə mütəxəssisləri bir araya gətirən birgə səyin məhsulu idi. Bu fənlərarası yanaşma zəngin fikir və təcrübə mübadiləsinə təkan verdi və bizi sıçrayışlı tapıntılarımıza apardı.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=1873531024&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1723147754&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2024-08-generating-graphene-plasmon-polaritons-terahertz.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy45OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI3LjAuNjUzMy45OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMjcuMC42NTMzLjk5Il1dLDBd&dt=1723147448555&bpp=3&bdt=1532&idt=560&shv=r20240801&mjsv=m202408050101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D3b199fcd67477665%3AT%3D1722782760%3ART%3D1723147444%3AS%3DALNI_MYiVAjEyy4dUxgOksNR26c7Dw2QPA&eo_id_str=ID%3Dd042eab5cd0e9128%3AT%3D1722782760%3ART%3D1723147444%3AS%3DAA-AfjaezaeceO7ROnaS-eCO7629&prev_fmts=0x0%2C1423x739&nras=2&correlator=8224106160773&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=900&u_w=1440&u_ah=860&u_aw=1440&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=347&ady=1589&biw=1423&bih=739&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C95336638%2C95334529%2C95334830%2C95337870%2C31085926%2C31084187%2C95336267%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=1212746590707839&tmod=1025037613&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1440%2C0%2C0%2C0%2C1440%2C739&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV80IiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Terahertz qrafen plazmonlarını yaratmaq üçün ənənəvi üsullar optik həyəcanlara əsaslanır, buna görə də onların səmərəliliyi fotonların impulsları ilə plazmonlar arasında uyğunsuzluqla əhəmiyyətli dərəcədə məhdudlaşır.

Yoshioka və onun həmkarları tərəfindən təqdim edilən yeni yanaşma, ohmik kontaktlar vasitəsilə qrafenə yük impulslarını birbaşa yeritməklə bu metodların məhdudiyyətlərini aradan qaldırır ki, bu da çipdə nəsil səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Yoshioka izah etdi: “Bu üsul qrafen plazmon dövrələrinin qurulması istiqamətində mühüm addımdır”. ” Biz ultrasürətli femtosaniyə lazer sistemlərini fotokeçirici açarlarla inteqrasiya edərək, bizə bu siqnalları zaman domenində yaratmağa və aşkar etməyə imkan verərək, adi gigahertz elektronikasından üç dəfə daha sürətli terahertz elektrik siqnallarını idarə etmək probleminin öhdəsindən gəldik .”

Tədqiqatçılar təklif etdikləri strategiyanın məqsədəuyğunluğunu bir sıra sınaqlarda nümayiş etdirdilər, burada onlar ohmik kontakt vasitəsilə qrafen mikro lentinə elektrik impulslarını vurdular. Onlar göstərdilər ki, bu impulslar effektiv şəkildə qısa impuls müddəti olan plazmon dalğası paketinə çevrilə bilər.

“Biz yalnız qapı elektroduna tətbiq olunan xarici gərginlikdən istifadə edərək, çipdə terahertz elektrik siqnallarının fazasını və amplitudasını idarə etmək qabiliyyətini nümayiş etdirdik” dedi Yoshioka. “Maraqlısı odur ki, biz plazmon dalğa paketlərini təxminən 2,1 × ^10-18 m³ həcmdə məhdudlaşdırdıq ki , bu da onların boş yer ekvivalentlərindən 5 milyard dəfə çox kiçikdir.”

Yoshioka və onun həmkarlarının bu son işi nanoölçülü terahertz sxemlərinin inkişafına yol aça bilər. Bu sxemlər öz növbəsində məlumatları daha sürətli və daha səmərəli emal edə bilən geniş tətbiqlər üçün yeni elektron cihazların hazırlanmasında istifadə edilə bilər.

“Gələcəyə baxaraq, qrafen plazmon sxemlərinin mürəkkəbliyini və funksionallığını artırmağı planlaşdırırıq” dedi Yoshioka. “Gələcək işimiz bu sxemlərə tənzimlənə bilən filtrləri, modulyatorları və gücləndiriciləri inteqrasiya etmək, terahertz elektronikasında hazırda mümkün olanların sərhədlərini genişləndirmək və bu sahədə yeni istiqamətləri ruhlandırmaq məqsədi daşıyır.”

Daha çox məlumat: Katsumasa Yoshioka et al, Terahertz elektronikasından istifadə edərək ultraqısa qrafen plazmon dalğa paketlərinin çip üzərində ötürülməsi, Nature Electronics (2024). DOI: 10.1038/s41928-024-01197-x

Jurnal məlumatı: Nature Electronics