Den foreslåede transistor er lavet af grafen og en todimensionel superleder

Forskere ved Center for Teoretisk Fysik af Komplekse Systemer (PCS), inden for Institut for Grundvidenskab (IBS, Sydkorea) har foreslået en transistor lavet af grafen og en todimensionel superleder, der forstærker terahertz (THz) signaler. Denne forskning blev udført i samarbejde med kolleger fra Micro/Nano Fabrication Laboratory Microsystem og Terahertz Research Center (Kina), A.V. Rzhanov Institute of Semiconductor Physics (Rusland), og Loughborough University (UK) og blev udgivet i Fysiske anmeldelsesbreve .

Den voksende interesse for THz-frekvensområdet kan let forklares med dets forskellige potentielle anvendelser. Dette område af det elektromagnetiske spektrum, mellem radiobølger og infrarødt lys, er velegnet til billeder i ekstrem høj opløsning, ikke-invasiv tumordetektion, biosikkerhed, telekommunikation, og kryptering-dekrypteringsprocedurer, blandt andre. Imidlertid, praktisk talt, at finde en kraftig kilde til stråler i dette frekvensområde er så udfordrende, at forskere almindeligvis omtaler dette problem som "Terahertz-gabet."

I dette arbejde, forskerne foreslog en ny strategi til at forstærke THz-stråling fra svage og uensartede signaler, som er almindelige i, for eksempel, biologiske prøver. Enheden består af et grafenark placeret i nærheden af ​​en todimensionel superleder og er forbundet til en strømkilde, som giver nok energi til at ophidse superlederens elektroner. THz-signalforstærkningen forklares ved den kollektive oscillerende opførsel af elektroner i begge de to materialer plus kvantekapaciteten af ​​grafen.

"Dette arbejde demonstrerer de applikationsorienterede perspektiver for systemer, der udelukkende er kendetegnet ved kvanteeffekter. Interaktion mellem lys og materie i disse hybridsystemer repræsenterer ikke kun grundlæggende interesse, men det kan blive grundlaget for fremtidige enheder, såsom terahertz logiske porte, som i øjeblikket er meget efterspurgt, " forklarer Ivan Savenko, lederen af ​​Light-Matter Interaction in Nanostructures (LUMIN) teamet hos PCS IBS.