Graphenverstärker eröffnen die Möglichkeit, bisher unzugängliche Frequenzen zu verwenden

Eine wissenschaftliche Gruppe am Loughborough Institute hat ein einzigartiges Gerät entwickelt, das früher verstärkt werden kann schwer fassbare Terahertz-Wellen sind ein Graphenverstärker, und dies wiederum eröffnet den Weg für neue Revolutionäre Technologien.

Was sind Terahertzwellen?

Terahertz-Wellen befinden sich zwischen Infrarot- und Mikrowellenstrahlung im Spektrum der Lichtfrequenz, aber aufgrund der extrem niedrigen Energie konnten Wissenschaftler ihr Potenzial noch nicht nutzen.

Dieses Phänomen ist allgemein bekannt als "Terahertz Gap".

Die Möglichkeit, sich zu registrieren und vor allem THz-Wellen zu verstärken, würde neue Möglichkeiten in der Medizin, Kommunikation, Raumfahrtindustrie usw. eröffnen. Die vielleicht wichtigste Anwendung solcher Wellen war jedoch die Möglichkeit, Röntgengeräte durch absolut sichere Terahertz-Geräte zu ersetzen.

Vor der Erfindung des Graphenverstärkers wurden jedoch Wellenlängen von 3 mm bis 30 μm es war unmöglich zu verwenden, da es ein extrem schwaches Signal von allen vorhandenen Quellen gab.

Schaffung eines neuen Graphenverstärkers (Transistors)

Dem Forschungsteam gelang es, dank der Verwendung von Graphen und eines Hochtemperatursupraleiters einen neuen Typ eines optischen Transistors zu entwickeln, der als THz-Verstärker fungiert.

Das Funktionsprinzip der Vorrichtung basiert auf den Eigenschaften von Graphen, das vollständig transparent und lichtunempfindlich ist und dessen Elektronen keine Masse haben. Der Verstärker besteht also aus zwei Graphenschichten und einer Supraleiterschicht.

Dort werden die masselosen Elektronen von Graphen im sogenannten "Sandwich" eingefangen. Und diese ganze Struktur ist an eine Stromquelle angeschlossen

Wenn also Terahertz-Strahlung auf die äußere transparente Graphenschicht trifft, werden im Inneren des THz-Transistors Photonen umgewandelt masselose Elektronen, die dann wieder in Tz-Strahlung umgewandelt werden, aber aufgrund einer externen Stromquelle viel mehr heftig.

Somit gibt es eine Reflexion des verstärkten Signals, das von außen zum Verstärker kam.

Das heißt, das Gerät reflektiert einen stärkeren Lichtstrahl als der einfallende.

Laut Professor Kusmartsev arbeiten die Ingenieure also in vollem Gange an der Entwicklung des Geräts, und wahrscheinlich werden die Prototypen innerhalb eines Jahres für vollständige Tests bereit sein.

Perspektiven für einen neuen Verstärker

Tatsächlich eröffnet das neue Gerät (wenn es für die vollständige kommerzielle Nutzung geht) die weitesten Möglichkeiten, da unsere Welt buchstäblich mit THz-Strahlung überfüllt ist.

Alle lebenden Organismen absorbieren nicht nur, sondern emittieren auch Licht im Terahertz-Bereich. Das heißt, wenn man dieses Spektrum untersucht, kann man viele biochemische Prozesse im Arbeitsprozess verstehen, zum Beispiel des Gehirns.

Die aktive Nutzung von Terahertz-Strahlung wird Bereiche wie Bildgebung, Tomographie und Honig auf ein völlig neues Niveau bringen. Diagnostik, Umweltkontrolle und Bioidentifikation.

Diese einzigartige Entdeckung wurde in veröffentlicht Briefe zur körperlichen Überprüfung.

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