Maskvos fizikos ir technologijos institutas, bendradarbiaudamas su kolegomis iš JAV ir Japonijos, apskaičiavo optimalius grafeno ir arseno bei juodojo fosforo mišinio parametrus, kurie bus naudojami fotodetektorių sluoksniuose. Naujasis formatas gali pakeisti visus kitus prietaisus, naudojančius infraraudonuosius ir terahercinius spindulius.
Tolimosios infraraudonosios spinduliuotės bangų ilgiai naudingi ne tik buityje, bet ir moksliniams tyrimams. Kadangi panašias bangas skleidžia ir susidariusios kosminės dulkės, žinios apie jas labai praplečia mūsų supratimą apie galaktikos erdvę. Be to, infraraudonieji spinduliai naudojami naktinio matymo įrangoje, nuotolinio valdymo pulteliuose, širdies ritmo detektoriuose ir net kai kuriose raketų sistemose.
Įrodyta, kad terahercinė spinduliuotė yra naudinga registruojamam bagažui, nes ji saugesnė už rentgeno spindulius. Todėl jau dabar aišku, kad naujieji jutikliai bus labai populiarūs įvairiose pramonės srityse.
Savo tyrimuose autoriai naudojo fotodetektorius, kuriuose yra vienas monosluoksnis grafeno, apsuptas arseno ir fosforo mišinio skirtingomis proporcijomis. Specialistai galėjo keisti aparato dažnių diapazoną dėl skirtingų sudedamųjų dalių variacijų. Kiekvienas elektronų perdavimas tarp grafeno zonų ir vėliau į laidžiąją zoną buvo užfiksuotas imtuve. Dėl temperatūros poveikio infraraudonųjų spindulių ir terahercų signalus galima aptikti net ir nesant elektromagnetinių bangų.
Leidinys „Optics Express paskelbti iš grafeno monosluoksnio sudarytų ląstelių savybių tyrimai. Nustatyta, kad tokie imtuvai yra alternatyva visiems šiuo metu naudojamiems terahercinės ir infraraudonosios spinduliuotės jutikliams. Jų efektyvus signalo ir triukšmo santykis išlieka net ir esant mažoms emisijoms, o veikimo diapazoną galima reguliuoti be didelių kokybės nuostolių.
Vienas iš pagrindinių naujųjų jutiklių pritaikymo būdų galėtų būti infraraudonųjų spindulių teleskopai. Švaresnis signalas iš imtuvų, palyginti su šiuo metu turimais imtuvais, padidins prietaiso efektyvumą ir patikimumą.
Kaip šis naujasis fotodetektorius gali pagerinti esamų terahercinių ir infraraudonųjų spindulių jutiklių veikimą?
Šis naujasis fotodetektorius gali pagerinti esamų terahercinių ir infraraudonųjų spindulių jutiklių veikimą dėl to, kad jis turi didesnį jautrumą, greičiau reaguoja į spindulius ir turi geresnę rezoliuciją. Tai leidžia jutikliams tiksliau ir efektyviau registruoti šias spindulius bei suteikia galimybę detaliau ištirti objektus ar medžiagas, kurios yra tyrinėjamos. Taip pat ši nauja technologija mažesniu mastu taip pat gali būti naudojama įvairiose pramonės šakose, medicinoje ar netgi saugumo srityje, kadangi ji gali padėti geriau identifikuoti pavojingas medžiagas ar medžiagas, kurios yra sunkiai pastebimos tradiciniais būdais. Tai suteikia naujas galimybes moksliniams tyrimams bei taikymams praktikoje.
Kaip šis naujasis fotodetektorius pakeičia esamų terahercinių ir infraraudonųjų spindulių jutiklių veikimą?
Šis naujas fotodetektorius yra didesnio jautrumo ir greičio, leidžiantis efektyviau ir tiksliau matuoti terahercinius ir infraraudonuosius spindulius. Tai reiškia, kad jis gali aptikti mažesnius ir silpnesnius signalus bei greičiau juos apdoroti. Tai leidžia geriau įvertinti objektų temperatūrą, chemines medžiagas ar netgi skirtingas medžiagų sudėtis. Naujas fotodetektorius suteikia platesnes galimybes tyrimams ir teisėsaugos institucijoms, padėdama geriau suprasti ir analizuoti terahercinius ir infraraudonuosius spindulius bei pagerinti saugumą ir efektyvumą.
Ar naujasis fotodetektorius yra labiau efektyvus nei šiuo metu esantys terahertiniai ir infraraudonieji spindulių jutikliai? Ar tai reiškia, kad šis naujasis fotodetektorius gali tapti nauja standartine technologija tokiose srityse kaip medicina ar saugumas?