Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. а) ПЭМ изображение микросфер, синтезированных в течение 3 часов (а) и 10 часов (b). с) увеличенное изображение поверхности микросферы; d) схематическое изображение нанокантилевера с толщиной 15 нм.
Рисунок 2. Экспериментальная схема для измерения терагерцового излучения.
Рисунок 3. Колебательные спектры микросфер, приготовленных в течение разного времени (2.5, 3, 5, 7 и 10 часов). Спектры сняты при действии аргонового ионного лазера с длиной волны 514.5 нм.

Новый эффективный источник терагерцового излучения

Ключевые слова:  оксид цинка, пьезоэлектрики, терагерцовое излучение

Опубликовал(а):  Дё Виктор Владимирович

12 февраля 2011

Сегодня терагерцовое излучение используется в биомедицине, в системах безопасности для сканирования багажа и людей, при контроле производственных процессов.

Сейчас для генерации излучения в терагерцовом диапазоне используется громоздкое и дорогое оборудование, например линейные ускорители и циклотроны. Более простой способ заключается в "косвенной" генерации: сначала генерируется излучение других диапазонов электромагнитного спектра, а затем оно преобразуется в терагерцовое. Этот подход может быть реализован с использованием сверхбыстрых фотоиндуцированных токов в полупроводниках или смещением разностной частоты в нелинейных кристаллах {Прим. ред.: для обычных читателей просьба не пытаться понять эту фразу}. В зависимости от свойств возбуждающего лазера производится широкополосное или одночастотное терагерцовое излучение. Однако обычно используемые лазерные системы производят только сотни нановатт терагерцовой мощности или меньше.

В журнале Nature Nanotechnology показали совершенно новый подход к генерации высокочастотного излучения. Для этого авторами были синтезированы в гидротермальных условиях массивы со структурой ядро-оболочка, состоящие из гексагональных нанопластинок ZnO. Самосборка агрегатов происходит в полярном растворе полимера, при этом оболочка состоит из нанокантилеверов, радиально выстроенных вокруг ядра. Каждый кантилевер покрыт заряженным полимером. Для возбуждения механического резонанса в подобных пьезоэлектрических структурах оксида цинка использовался лазер, работающий в видимых длинах волн. Ускорение и замедление зарядов в структурах поочередно вызывает терагерцовое излучение {Прим. ред.: дл посвященных читателей просьба не читать эту фразу про фотонанобарабаны}.

Освещение агрегатов зеленым лазером создает механические колебания вдоль нанопластин с частотой, определяемой их толщиной и модулем упругости. Близкий контакт между нанопластинками внутри агрегата и между соседними агрегатами приводит к тому, что эти колебания когерентно связываются друг с другом. Таким образом, несмотря на разные размеры массивов, модулируется одна резонансная частота, причём в терагерцовой области.

По полученным данным процесс конверсии «зеленых» фотонов в терагерцовые очень эффективен. Выход конверсии фотонов составляет более 33%. Из-за сильного отличия энергии зеленых и терагерцевых фотонов выход конверсии мощности намного меньше и составляет 0.016%. Но этого все равно достаточно для генерации существенной мощности: команда наблюдала испускание непрерывного терагерцевого излучения мощностью несколько микроватт при освещении зеленым лазерным светом с мощностью в десятки милливатт.

Данные устройства весьма конкурентноспособны с существующими непрерывноволновыми источниками, такими как полупроводниковые фотосмесители, которые требуют двухцветный возбуждающий лазер. Кроме того, одностадийный процесс синтеза значительно упрощает их масштабное производство для промышленного применения.


Источник: Nature Nanotechnology



Комментарии
Gromolyot, 12 февраля 2011 23:17 
..[I].или смещением разностной частоты в
нелинейных кристаллах {Прим. ред.: для обычных
читателей просьба не пытаться понять эту
фразу}.
Вероятно, не "смеЩение", а смеШение - тогда
всё становится понятно - выделение разностной
частоты. Гетеродин в радиотехнике так работает.
Великий, могучий русский язык, а у меня всегда проблемы с "хвостиками".
Владимир Владимирович, 13 февраля 2011 16:00 
Это все "легендарные монахи", понатаскавшие в сборную кашу алфавита букв с развесистыми хвостиками из иврита!
"Религия есть опиум для народа".
"Это все "легендарные монахи", понатаскавшие в
сборную кашу алфавита букв с развесистыми
хвостиками из иврита!"

- Из греческого таскали аж 9 и 13.
Спешу вас разочаровать! Генерация излучения с
мощностью в несколько микро ватт маловато для
хорошего лазера. Не спорю, что достижение
интересное, но не ясно для чего они
использовали зелёный лазер? Ведь в
действительности для генерации зеленого
излучения требуется параметрический генератор.
Для максимальной передачи излучения лучше
подходит ИК диапазон.Там и генерировать проще.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Ёжик
Ёжик

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ» (Интересные научные события 2020 года от Американского физического общества (APS): Новый век сверхпроводимости. Магические углы в графене. Новые рекорды LIGO и Virgo: сверхмассивные и асимметричные слияния черных дыр. Свет от темной материи в эксперименте Xenon. Чего не хватает для создания квантового интернета? Коперниканский переворот в нейронных сетях. Червякомешалка. Вселенский метроном и предел точности атомных часов. Благородные металлы и графен против токсичных газов. Мультиферроик с ферродолинным упорядочением. Борные сенсоры азотосодержащих загрязнителей.

Наносистемы: физика, химия, математика (2020, Т. 11, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume11/11-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

С Новым годом!
Дорогие друзья и коллеги!
Поздравляем с наступающим 2021 годом!
Желаем всем хорошего настроения и здоровья, удачи во всем и новых достижений!

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.