క్రియాశీల తెలివైన టెరాహెర్ట్జ్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేయబడింది

గత సంవత్సరం, చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్‌కు చెందిన హెఫే ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఫిజికల్ సైన్సెస్ యొక్క హై మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ సెంటర్‌లోని పరిశోధకుడైన షెంగ్ జిగావో బృందం, స్థిర-స్థితి అధిక అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రయోగాత్మక పరికరంపై ఆధారపడి ఒక క్రియాశీల మరియు తెలివైన టెరాహెర్ట్జ్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్‌ను అభివృద్ధి చేసింది. ఈ పరిశోధన ACS అప్లైడ్ మెటీరియల్స్ & ఇంటర్‌ఫేసెస్‌లో ప్రచురించబడింది.

టెరాహెర్ట్జ్ సాంకేతికతకు ఉన్నతమైన స్పెక్ట్రల్ లక్షణాలు మరియు విస్తృత అనువర్తన అవకాశాలు ఉన్నప్పటికీ, టెరాహెర్ట్జ్ పదార్థాలు మరియు టెరాహెర్ట్జ్ భాగాల అభివృద్ధి కారణంగా దీని ఇంజనీరింగ్ అనువర్తనం ఇప్పటికీ తీవ్రంగా పరిమితం చేయబడింది. వాటిలో, బాహ్య క్షేత్రం ద్వారా టెరాహెర్ట్జ్ తరంగాన్ని చురుకుగా మరియు తెలివిగా నియంత్రించడం ఈ రంగంలో ఒక ముఖ్యమైన పరిశోధనా దిశ.

టెరాహెర్ట్జ్ కోర్ కాంపోనెంట్ల యొక్క అత్యాధునిక పరిశోధనా దిశను లక్ష్యంగా చేసుకుని, పరిశోధనా బృందం ద్విమితీయ పదార్థమైన గ్రాఫేన్ ఆధారంగా ఒక టెరాహెర్ట్జ్ స్ట్రెస్ మాడ్యులేటర్‌ను [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], స్ట్రాంగ్లీ అసోసియేటెడ్ ఆక్సైడ్ ఆధారంగా ఒక టెరాహెర్ట్జ్ బ్రాడ్‌బ్యాండ్ ఫోటోకంట్రోల్డ్ మాడ్యులేటర్‌ను [ACS Appl. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)] మరియు ఫోనాన్-ఆధారిత కొత్త సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ మాగ్నెటిక్-కంట్రోల్డ్ టెరాహెర్ట్జ్ సోర్స్‌ను [Advanced Science 9, 2103229(2021)] ఆవిష్కరించింది. ఇందులో, అసోసియేటెడ్ ఎలక్ట్రాన్ ఆక్సైడ్ వెనేడియం డయాక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ను ఫంక్షనల్ లేయర్‌గా ఎంచుకుని, మల్టీ-లేయర్ స్ట్రక్చర్ డిజైన్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ కంట్రోల్ పద్ధతిని అవలంబించారు. టెరాహెర్ట్జ్ ట్రాన్స్‌మిషన్, రిఫ్లెక్షన్ మరియు అబ్సార్ప్షన్ యొక్క బహుళ-ఫంక్షనల్ యాక్టివ్ మాడ్యులేషన్ సాధించబడింది (పటం a). ఫలితాలు చూపిస్తున్నదేమిటంటే, ప్రసరణ మరియు శోషణ సామర్థ్యాలతో పాటు, పరావర్తన సామర్థ్యం మరియు పరావర్తన దశను కూడా విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా చురుకుగా నియంత్రించవచ్చు, దీనిలో పరావర్తన మాడ్యులేషన్ లోతు 99.9%కి మరియు పరావర్తన దశ ~180° మాడ్యులేషన్‌కు చేరుకోగలదు (పటం బి). మరింత ఆసక్తికరంగా, తెలివైన టెరాహెర్ట్జ్ విద్యుత్ నియంత్రణను సాధించడానికి, పరిశోధకులు ఒక నూతనమైన “టెరాహెర్ట్జ్ – ఎలక్ట్రిక్-టెరాహెర్ట్జ్” ఫీడ్‌బ్యాక్ లూప్‌తో ఒక పరికరాన్ని రూపొందించారు (పటం సి). ప్రారంభ పరిస్థితులు మరియు బాహ్య వాతావరణంలో మార్పులతో సంబంధం లేకుండా, ఈ స్మార్ట్ పరికరం సుమారు 30 సెకన్లలో నిర్దేశించిన (ఆశించిన) టెరాహెర్ట్జ్ మాడ్యులేషన్ విలువను స్వయంచాలకంగా చేరుకోగలదు.

(ఎ) ఒక యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రంఎలక్ట్రో ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్VO2 ఆధారంగా

(బి) ప్రక్షేపిత విద్యుత్ ప్రవాహంతో ప్రసరణ, పరావర్తనత, శోషణత మరియు పరావర్తన దశలో మార్పులు

(సి) తెలివైన నియంత్రణ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

చురుకైన మరియు తెలివైన టెరాహెర్ట్జ్ అభివృద్ధిఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్అనుబంధ ఎలక్ట్రానిక్ పదార్థాల ఆధారంగా టెరాహెర్ట్జ్ తెలివైన నియంత్రణను సాకారం చేయడానికి ఒక కొత్త ఆలోచన అందించబడింది. ఈ పనికి జాతీయ కీలక పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి కార్యక్రమం, జాతీయ సహజ శాస్త్ర ఫౌండేషన్ మరియు అన్హుయ్ ప్రావిన్స్ యొక్క ఉన్నత అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రయోగశాల డైరెక్షన్ ఫండ్ మద్దతు ఇచ్చాయి.