ТАСС, 28 октября. Ученые выяснили, что углеродные нанотрубки можно использовать в качестве датчика "закрученности" терагерцового излучения. Благодаря этому можно создать компактные интерферометры и спектрометры, работающие с терагерцовыми волнами, пишет пресс-служба МФТИ. Результаты исследования опубликовал научный журнал OSA Optics Express.
"Детекторы поляризации терагерцовых волн были недавно разработаны на базе двумерных материалов. Наши эксперименты показали, что аналогичных успехов можно добиться и при помощи одномерных или квазиодномерных конструкций, таких как углеродные нанотубки. Это открытие открывает дорогу для создания новых типов интерферометров", - пишут исследователи.
Терагерцовые волны могут использоваться для сверхбыстрой передачи информации, а также создания различных медицинских и научных приборов, использующих это излучение для получения изображений внутренних органов и различных объектов неживой природы. Проблема заключается в том, что создание компактных источников и приемников подобных волн оказалось очень сложной задачей.
Год назад физики под руководством Георгия Федорова из МФТИ приблизилась к решению этой проблемы. Им удалось создать датчик поляризации терагерцового излучения, построенный на базе графена, двумерной формы углерода. Успехи в этой области заставили ученых обратить внимание на другой углеродный наноматериал - однослойные нанотрубки, в которых принимаемый сигнал предположительно затухает заметно медленнее.
Ученые предположили, что, как и в случае с графеном, прохождение терагерцовых лучей через углеродные нанотрубки будет порождать в них так называемые плазмонные волны – коллективные колебания электронов и "дырок", отрицательно и положительно заряженных носителей заряда. Эти колебания можно уловить, встроив нанотрубки в полевой транзистор и набор из золотых электродов, похожий по форме на галстук-бабочку.
Последующие опыты показали, что нанотрубки справлялись с обнаружением этих колебаний не хуже, чем это делали аналогичные детекторы поляризации терагерцовых волн на основе графена. При этом ученые обнаружили, что новые версии их устройства можно было использовать для наблюдений за тем, как взаимодействуют друг с другом терагерцовые волны.
Это позволяет использовать подобные структуры в качестве интерферометров – устройств, позволяющих "складывать" и "вычитать" электромагнитные волны, а также других приборов, потенциально пригодных для использования в научных исследованиях и при разработке новых систем беспроводной передачи данных.
Последующие наблюдения и расчеты позволили физикам найти теоретическое объяснение тому, как работает данный прибор. В перспективе это позволит создать его аналоги при помощи других материалов. Это открывает широкое поле для дальнейших экспериментальных исследований и разработки прикладных устройств, подытожили исследователи.
