由石墨烯和二维超导体制成的晶体管

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发布时间:03-0912:04

基础科学研究所(韩国IBS)内的复杂系统理论物理中心(PCS)的研究人员提出了一种由石墨烯和一个二维超导体制成的晶体管,该晶体管可以放大太赫兹(THz)信号。这项研究是与来自微型/纳米制造实验室微系统和Terahertz研究中心(中国),AV Rzhanov半导体物理研究所(俄罗斯)和拉夫堡大学(英国)的同事合作进行的,并发表在《Physical Review Letters》上。

由于太赫兹频率范围有各种潜在的应用,因此其获得了越来越多的关注。在无线电波和红外线之间的这一电磁光谱区域适合于极高分辨率的图像,可应用于非侵入性的肿瘤检测、生物安全,电信和加密解密的程序等等。但是,实际上,在此频率范围内找到强大的射线源是非常具有挑战性的,研究人员通常将此类问题称为“太赫兹间隙”。

在这项工作中,研究人员提出了一种新颖的策略,可以放大较弱的、非均匀信号中的太赫兹辐射,这种信号在例如生物样本中很常见。该装置由位于二维超导体附近的石墨烯片组成,并连接到电源,该电源提供足够的能量来激发超导体的电子。通过两种材料中电子的集体振荡行为以及石墨烯的量子容量,可以解释太赫兹信号的放大。

“这项工作展示了纯粹以量子效应为特征的系统的面向应用的观点。这些混合系统中的光-物质相互作用不仅代表了人们的根本利益,而且可以成为诸如太赫兹逻辑门之类的未来设备的基础。需求量很大。” 该研究团队的负责人Ivan Savenko解释说。

该研究发表论文标题为《Optical Transistor for Amplification of Radiation in a Broadband Terahertz Domain》。

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