新型太赫茲波發射器
2023-04-02 03:24:43 1
太赫茲波在科學技術中變得越來越重要它使科學家能夠揭示未來材料的特徵。然而,太赫茲波的製造仍然是一個巨大的挑戰。
《光:科學與應用》雜誌報導,德國亥姆霍茲-德勒斯登-羅森多夫研究中心(HZDR)、德勒斯登理工大學(TUD)和康斯坦茨大學(UOK)的研究人員在這一領域取得了重大進展他們開發了一種新的鍺器件,可以產生具有優越特性的太赫茲脈衝:這種脈衝具有良好的寬帶頻譜,可以同時傳輸多個太赫茲頻率。這種新型鍺器件可以通過現有的半導體工業方法製造,並有望在未來得到廣泛應用。
類似於光,太赫茲波屬於電磁輻射。在光譜中,它們正好處於微波和紅外輻射之間。雖然後兩者已經進入了人類的日常生活,但是太赫茲波的應用才剛剛開始。原因是研究人員尚未能製造出完美的太赫茲波發射器。
研究人員使用光泵/太赫茲探針光譜學來測試鍺器件中的載流子複合現有的
方法是用短雷射脈衝照射砷化鎵晶體,形成砷化鎵電荷載流子電荷被電壓加速產生太赫茲波。HZDR物理學家哈拉爾德·施奈德博士解釋道:「這種方法有許多缺點例如,它涉及昂貴的特殊雷射器,這對於便宜的標準雷射器是不可行的。此外,砷化鎵晶體只能提供相對窄帶的太赫茲脈衝,並且頻率範圍有限。「
因此,施耐德的團隊將注意力轉向另一種半導體材料:鍺施耐德說:「鍺晶體可以用於廉價的光纖雷射器它的透明度非常好,有助於傳輸寬帶脈衝。但是出現了一個新問題:如果用短雷射脈衝照射純鍺,半導體中的電荷需要幾微秒才能消失。然而,雷射每隔幾十納秒就發射一次脈衝這種發射速度對鍺來說太快了。「
為了克服這個困難,研究人員決定藉助貴金屬金阿比舍克·辛格博士解釋道:「我們使用離子加速器將金原子注入鍺晶體金以大約100納米的速度滲入晶體然後,我們使用熱處理使金原子均勻分布在鍺晶體中。「當研究人員再次用超短雷射脈衝照射摻金鍺晶體時,他們發現電荷消失的時間縮短到不到兩納秒新的
方法使太赫茲脈衝的帶寬達到70太赫茲,幾乎是砷化鎵技術的10倍。施奈德說:「我們終於獲得了連續的太赫茲光譜。」這將使太赫茲技術的應用更加多樣化。此外,鍺與矽有很好的兼容性,工程師可以利用現有的微晶片技術來處理鍺晶體。「
原創科學界編譯:雷新宇編審:阿苗編審:唐
來源:光:科學與應用
序號:2095-5545
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