Ученые разрабатывают эффективный генератор терагерцового излучения
Исследователи сделали шаг вперед к устойчивым терагерцовым излучателям. Новый материал позволяет не только уменьшить размеры этих устройств, но и может управлять потоком электромагнитных волн
Терагерцовый диапазон находится в части электромагнитного спектра между микроволновым и инфракрасным. Технологии на основе терагерцового излучения оказались перспективны для множества приложений, начиная от более быстрых вычислений и связи, и заканчивая чувствительными детекторами. Однако создание надежных генератором этих волн — сложная задача из-за их размера, стоимости и неэффективности преобразования энергии.
Исследователи в новой работе сделали шаг вперед, который может позволить решить проблемы терагерцовых генераторов. Авторы обнаружили, что двумерный гибридный галогенид металла, обычно используемый в солнечных элементах и диодах, в сочетании со спинтронным устройством, может удовлетворить сразу нескольким требованиям, предъявляемым для генератором ТГц излучения.
Рассматриваемый 2D галогенид металла является популярным и коммерчески доступным синтетическим гибридным полупроводником с формулой NH4C4H9PbI2 под названием йодид бутиламмонийсвинца. Новый материал физики использовали для управления потоком терагерцового излучения, которое генерировал тонкий слой ферромагнетика. При возбуждении лазерным светом в ферромагнетике возникал спиновый ток (направленное движение электронов с одинаковым спином — собственным вращательным моментом), в результате чего генерировалось и терагерцовое излучение.
Нанесенный на ферромагнитный слой двумерный полупроводник направлял излучение и позволял контролировать его. Ученые обнаружили, что 2D-гибридное металлогалогенное устройство не только превосходит более крупные, тяжелые и дорогостоящие ТГц-излучатели, используемые в настоящее время, но и может управлять направлением движения электромагнитных волн, чего не могли его аналоги.
Статья об открытии опубликована в журнале Nature Communications.
