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

 

Наноновогоднее 2013
Наноновогоднее 2013

Крабовый панцирь побеждает грязную нефть
Химики МГУ разработали уникальную люминесцентную методику определения маркеров «грязной нефти» (дибензотиофенов) с использованием селективной сорбции в оптически прозрачных материалах на основе сшитых гелей хитозана.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

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!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
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.