لقد تم تطوير المغير الكهروضوئي الذكي النشط تيراهيرتز بنجاح

في العام الماضي، قام فريق Sheng Zhigao، الباحث في مركز المجال المغناطيسي العالي التابع لمعهد Hefei للعلوم الفيزيائية، التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، بتطوير مُعدِّل كهروضوئي نشط وذكي من نوع تيراهيرتز يعتمد على تجربة المجال المغناطيسي العالي ذات الحالة المستقرة. جهاز. تم نشر البحث في مجلة ACS Applied Materials & Interfaces.

على الرغم من أن تكنولوجيا تيراهيرتز تتمتع بخصائص طيفية متفوقة وآفاق تطبيق واسعة، إلا أن تطبيقها الهندسي لا يزال محدودًا بشكل خطير بسبب تطوير مواد تيراهيرتز ومكونات تيراهيرتز. من بينها، يعد التحكم النشط والذكي لموجة تيراهيرتز بواسطة المجال الخارجي اتجاهًا بحثيًا مهمًا في هذا المجال.

بهدف التوجه البحثي المتطور للمكونات الأساسية لتيراهيرتز، اخترع فريق البحث مُعدِّل ضغط تيراهيرتز يعتمد على مادة الجرافين ثنائية الأبعاد [Adv. المواد البصرية. 6, 1700877(2018)]، مُعدِّل تيراهيرتز عريض النطاق يتم التحكم فيه ضوئيًا استنادًا إلى الأكسيد المرتبط بقوة [ACS Appl. ماتر. انتر. 12، بعد 48811 (2020)] ومصدر تيراهيرتز جديد أحادي التردد يتم التحكم فيه مغناطيسيًا يعتمد على الفونون [العلوم المتقدمة 9، 2103229 (2021)]، يتم اختيار فيلم ثاني أكسيد الفاناديوم من أكسيد الإلكترون المرتبط كطبقة وظيفية، وبنية متعددة الطبقات. تم اعتماد طريقة التصميم والتحكم الإلكتروني. يتم تحقيق التعديل النشط متعدد الوظائف لنقل تيراهيرتز والانعكاس والامتصاص (الشكل أ). تظهر النتائج أنه بالإضافة إلى النفاذية والامتصاص، يمكن أيضًا تنظيم مرحلة الانعكاس والانعكاس بشكل نشط بواسطة المجال الكهربائي، حيث يمكن أن يصل عمق تعديل الانعكاس إلى 99.9٪ ويمكن أن تصل مرحلة الانعكاس إلى ~ 180 درجة (الشكل ب) . والأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو أنه لتحقيق التحكم الكهربائي الذكي بتقنية تيراهيرتز، صمم الباحثون جهازًا مزودًا بحلقة تغذية مرتدة جديدة "تيراهيرتز - تيراهيرتز كهربائي" (الشكل ج). بغض النظر عن التغييرات في ظروف البداية والبيئة الخارجية، يمكن للجهاز الذكي أن يصل تلقائيًا إلى قيمة تعديل تيراهيرتز المحددة (المتوقعة) في حوالي 30 ثانية.

( أ ) رسم تخطيطي لالمغير الكهروضوئيعلى أساس VO2

(ب) التغيرات في النفاذية والانعكاس والامتصاص ومرحلة الانعكاس مع التيار المبهر

(ج) رسم تخطيطي للتحكم الذكي

تطوير تيراهيرتز نشط وذكيالمغير الكهروضوئيةاستنادا إلى المواد الإلكترونية المرتبطة بها يوفر فكرة جديدة لتحقيق التحكم الذكي تيراهيرتز. تم دعم هذا العمل من قبل البرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية، وصندوق توجيه مختبر المجال المغناطيسي العالي بمقاطعة آنهوي.