Suche
Mein Konto
Revolucija v območju terahercev: Novi materiali za kompaktno svetlobo!
Prof. Eng s TU Dresden vodi mednarodni projekt o kompresiji teraherčne svetlobe. Rezultati obetavni.
Revolucija v območju terahercev: Novi materiali za kompaktno svetlobo!
Mednarodni raziskovalni projekt pod vodstvom Josh Caldwell z univerze Vanderbilt in Aleksander Paarmann z inštituta Fritz Haber dosegel prelomen napredek v teraherčni tehnologiji. V sodelovanju z Lukas M. inž s Tehnične univerze v Dresdnu so raziskovalci pokazali kompresijo terahercev (THz) svetlobe na nanometrske dimenzije.
Rezultati, objavljeni 15. septembra 2025 v reviji Nature Materials, kažejo, kako hafnijevi dihalkogenidi (HfX2, kjer je X = S ali Se) omogočajo znatno kompresijo THz svetlobe. Valovne dolžine nad 50 mikrometrov so bile zmanjšane na manj kot 250 nanometrov, kar je povzročilo minimalno izgubo energije. To stiskanje je primerljivo z omejevanjem oceanskih valov v čajni skodelici, kar ponazarja obseg in učinkovitost te tehnologije.
V središču raziskav
Izziv integracije THz tehnologije v kompaktne naprave izhaja iz dolge valovne dolžine THz svetlobe. Medtem ko so se tradicionalni materiali borili za učinkovito stiskanje svetlobe v območju THz, nov hafnijev dihalkogenidni plastni material ponuja obetavno rešitev. Cilj raziskave je preučevanje interakcije svetlobe in snovi na nano do atomski ravni, kar ima daljnosežne posledice za nelinearno optiko.
Raziskovalna skupina je uporabila optični mikroskop bližnjega polja, ki je bil razvit v sodelovanju med TU Dresden in Helmholtz Center Dresden-Rossendorf. Eden od glavnih namenov je razviti ultrakompaktne THz resonatorje in valovode, ki bi lahko potencialno spremenili raziskave z 2D materiali z integracijo v van der Waalsove heterostrukture.
Aplikacije in tehnični razvoj
Potencialne uporabe te tehnologije so obetavne, od izboljšav optoelektronskih naprav, kot so infrardeči oddajniki, do teraherčne optike za fizično varnost in zaznavanje okolja. Zlasti izbira ustreznih teraherčnih sistemov je v zadnjih letih postala pomembnejša, ker prej pogosto omenjena "teraherčna vrzel" ne obstaja več.
Pri industrijski uporabi so temeljni sistemi, kot so Terahertz TDS (Time Domain Spectroscopy) in FMCW radarji (Frequency Modulated Continuous Wave). Uporaba laserjev s kratkimi impulzi omogoča natančne meritve časa in spektroskopske preiskave. Za primerjavo so radarji FMCW manjši, cenejši in ponujajo višje stopnje merjenja, čeprav je njihova globinska ločljivost nižja.
Dodatne tehnike, kot sta navzkrižna korelacijska spektroskopija in optični FMCW, se trenutno testirajo in bi lahko kmalu postale industrijske. Izbira najprimernejše metode vedno poteka v kontekstu specifične aplikacije, kar poudarja fleksibilnost THz tehnologije. Novi rezultati raziskav bi lahko omogočili tudi visoko zmogljivo pregledovanje materiala in tako pospešili razvoj učinkovitejših THz tehnologij.