Les chercheurs ont créé un appareil unique qui débloquera les longueurs d'onde térahertz insaisissables et rendra possibles de nouvelles technologies révolutionnaires.

Les ondes térahertz (THz) se situent entre les micro-ondes et l'infrarouge dans le spectre des fréquences lumineuses, mais en raison de leur faible énergie, les scientifiques ont été incapables d'exploiter leur potentiel. L'énigme est connue dans les cercles scientifiques sous le nom de « écart térahertz ».

Être capable de détecter et d'amplifier les ondes THz (rayons T) ouvrirait une nouvelle ère dans le domaine médical, communication, Satellite, technologies cosmologiques et autres. Une application majeure serait comme coffre-fort, alternative non destructive aux rayons X. Cependant, jusqu'à maintenant, les longueurs d'onde, qui varient entre 3mm et 30μm, se sont avérés impossibles à utiliser en raison des signaux relativement faibles de toutes les sources existantes.

Une équipe de physiciens a créé un nouveau type de transistor optique, un amplificateur THz fonctionnel, utilisant du graphène et un supraconducteur à haute température. La physique derrière l'amplificateur simple repose sur les propriétés du graphène, qui est transparent et n'est pas sensible à la lumière et dont les électrons n'ont pas de masse. Il est composé de deux couches de graphène et d'un supraconducteur qui piègent les électrons sans masse du graphène entre eux comme un sandwich.

L'appareil est ensuite connecté à une source d'alimentation. Lorsque le rayonnement THz frappe la couche externe de graphène, les particules piégées à l'intérieur s'attachent aux ondes sortantes, les amplifier. Professeur Fedor Kusmartsev, du département de physique de Loughborough, mentionné, " Lorsque la lumière THz tombe sur le sandwich, elle est réfléchie, comme un miroir."

"Le point principal est qu'il y aura plus de lumière réfléchie qu'il n'est tombé sur l'appareil. " Cela fonctionne parce que l'énergie externe est fournie par une batterie ou par la lumière qui frappe la surface d'une autre, fréquences plus élevées du spectre électromagnétique. Les photons THz sont transformés par le graphène en électrons sans masse, lequel, à son tour, sont retransformés en réfléchis, sous tension, photons THz. En raison d'une telle transformation, les photons THz tirent leur énergie du graphène - ou de la batterie - et les signaux THz faibles sont amplifiés."

La percée a été publiée dans Lettres d'examen physique . L'équipe continue de développer l'appareil et espère avoir bientôt des prototypes prêts à être testés. Le professeur Kusmartsev a déclaré qu'ils espèrent avoir un amplificateur fonctionnel prêt à être commercialisé dans environ un an. Il a ajouté qu'un tel appareil améliorerait considérablement la technologie actuelle et permettrait aux scientifiques d'en savoir plus sur le cerveau humain.

"L'univers est plein de radiations et de signaux térahertz, En réalité, tous les organismes biologiques l'absorbent et l'émettent. Je m'attends à ce qu'avec un tel amplificateur disponible, nous pourrons découvrir de nombreux mystères de la nature, par exemple, comment se déroulent les réactions chimiques et les processus biologiques, ou comment notre cerveau fonctionne et comment nous pensons. La gamme térahertz est la dernière fréquence de rayonnement adoptée par l'humanité. Micro-ondes, infrarouge, visible, Les rayons X et autres bandes passantes sont vitaux pour d'innombrables avancées scientifiques et technologiques.

"Il a des propriétés qui amélioreraient grandement de vastes domaines de la science tels que l'imagerie, spectroscopie, tomographie, diagnostic médical, Surveillance de la santé, contrôle environnemental et identification chimique et biologique.

"L'appareil que nous avons développé permettra aux scientifiques et aux ingénieurs d'exploiter la bande passante illusoire et de créer la prochaine génération d'équipements médicaux, matériel de détection et technologie de communication sans fil."