Një pajisje nanosale për të gjeneruar valë Terahertz me fuqi të lartë

Valët e terahertz (THz) bien midis mikrovalës dhe rrezatimit infra të kuq në spektrin elektromagnetik. Duke lëkundur në frekuenca midis 100 miliardë dhe 30 trilion cikle në sekondë. Këto valë vlerësohen për vetitë e tyre dalluese. Ato mund të depërtojnë në letër, veshje, dru dhe mure, si dhe të zbulojnë ndotjen e ajrit. Burimet e THZ mund të revolucionarizojnë sistemet e sigurisë dhe të imazhit mjekësor. Për më tepër, aftësia e tyre për të transportuar sasi të mëdha të të dhënave mund të jetë çelësi i komunikimeve pa tela më të shpejtë.

Valët THZ janë një lloj rrezatimi jo-jonizues, që do të thotë se ato nuk paraqesin rrezik për shëndetin e njeriut. Teknologjia tashmë është përdorur në disa aeroporte për të skanuar pasagjerët dhe zbuluar objekte dhe substanca të rrezikshme.

Megjithë premtimin e madh, valët THZ nuk përdoren gjerësisht sepse janë të shtrenjta dhe të vështira për tu gjeneruar. Por teknologjia e re e zhvilluar nga studiuesit në EPFL mund të ndryshojë gjithçka. Ekipi në Laboratorin Elektronik të Kërkimit Elektronik (Power and Wide-band-gap) (POWERlab), ndërtoi një nanodevice (1 nanometër = 1 milion dhe një milimetër) që mund të gjenerojë sinjale të energjisë jashtëzakonisht të lartë e cila prodhon valë me fuqi të lartë THz.

Teknologjia, e cila mund të montohet në një çip ose në një medium fleksibël, një ditë mund të instalohet në smartphone dhe pajisje të tjera të mbajtura me dorë.

Si funksionon?

Nanodevice kompakte, e lirë, plotësisht elektrike gjeneron valë me intensitet të lartë nga një burim i vogël në cdo moment. Ajo funksionon duke prodhuar një “shkëndijë” të fuqishme, me një tension që bie nga 10 V (ose më i ulët) në 100 V në nivelin e një picosecond. Pajisja është e aftë të gjenerojë këtë shkëndijë pothuajse vazhdimisht. Domethënë mund të lëshojë deri në 50 milion sinjale çdo sekondë. Kur lidhet me antenat, sistemi mund të prodhojë dhe lëshojë valë me fuqi të lartë THz.

Pajisja përbëhet nga dy pllaka metalike të vendosura shumë pranë, deri në 20 nanometra larg. Kur aplikohet një tension, elektronet ngrihen drejt njërës prej pllakave, ku formojnë një nanoplazmë. Pasi voltazhi arrin një prag të caktuar, elektronet emetohen pothuajse menjëherë në pllakën e dytë. Kjo lëvizje e shpejtë e mundësuar nga ndërprerës të tillë të shpejtë krijon një puls me intensitet të lartë që prodhon valë me frekuencë të lartë.

Shërbimi i ri Nano, i cili mund të jetë më shumë se dhjetë herë më i shpejtë, mund të gjenerojë impuls me energji të lartë dhe me frekuencë të lartë. Normalisht, është e pamundur të arrihen vlera të larta për të dy ndryshoret. Pajisjet gjysmëpërçuese me frekuencë të lartë janë madhësia e nanove.  Ata mund të përballojnë vetëm disa volt para se të shpërthejnë. Pajisjet me fuqi të lartë, ndërkohë, janë shumë të mëdha dhe të ngadalta për të gjeneruar valë terahertz. Zgjidhja jonë ishte të rishikojmë fushën e vjetër të plazmës. me teknikat më të fundit të fabrikimit të nanokalësave për të propozuar një pajisje të re për t’i kapërcyer këto kufizime.

Sipas Matioli, pajisja e re i shtyn të gjitha variablat në ekstrem. Frekuenca e lartë, fuqia e lartë dhe nanosalja nuk janë terme që normalisht do t’i dëgjonit në të njëjtën fjali.

 

Këto nanodevice, nga njëra anë, sjellin një nivel jashtëzakonisht të lartë të thjeshtësisë dhe kostos së ulët.  Dhe nga ana tjetër, tregojnë performancë të shkëlqyeshme. Përveç kësaj, ato mund të integrohen me pajisje të tjera elektronike si transistorët. Duke marrë parasysh këto veti unike, nanoplazma mund të krijojë një të ardhme të ndryshme për fushën e elektronikës ultra të shpejtë. Teknologjia mund të ketë aplikime të gjera përtej gjenerimit të valës THz. Ne jemi mjaft të sigurt se do të vijnë aplikacione më inovative.