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La plate-forme nanomaterial à semi-conducteur originale permet le photonics de terahertz

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Une technologie complémentaire de détection capable d'accomplir l'application de THz

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DC de WASHINGTON, 17 février 2015 -- Des nanodetectors compacts, sensibles et rapides sont considérés légèrement d'un « Saint Graal » cherché par beaucoup de chercheurs autour du monde. Et maintenant une équipe de scientifiques en l'Italie et France a été inspirée par des nanomaterials et a créé une plate-forme à semi-conducteur originale de technologie qui ouvre la porte à l'utilisation du photonics de terahertz (THz) dans une étendue des applications large.

Pendant la décennie passée, la recherche de matériaux a joué un rôle essentiel en comblant la lacune de THz, commençant par le développement des lasers de cascade de quantum de THz, qui se fondent fortement sur des nanomaterials artificiels heterostructured par semi-conducteur. Le développement de la formation image de spectroscopie, nanospectroscopy et de THz de THz a augmenté la gamme des outils puissants pour la caractérisation d'une large gamme des matériaux -- y compris les semi-conducteurs, les biomolécules et le graphene unidimensionnels ou bidimensionnels.

Le morceau absent ? Une technologie complémentaire de détection capable d'accomplir les besoins d'application de THz dans les domaines tels que des diagnostics biomédicaux, sécurité, acquis culturel, qualité et contrôles du processus de cycle, et communications sans fil de donnée-taux élevé qui exigent les systèmes intégrés ad hoc de génération et de détection.

Comme les scientifiques rapportent dans les matériaux du journal APL, de l'AIP éditant, en employant une approche qui exploite l'excitation des ondes de plasma dans le canal des transistors d'effet de champ (FET), ils pouvaient créer les premiers détecteurs de FET basés sur des nanowires de semi-conducteur, conçus dans une pléthore d'architectures -- y compris des cônes, des hétérostructures et la metamaterial-antenne couplés. Tandis qu'ils étaient à elle, ils ont également développé les premiers détecteurs de THz faits en graphene mono- ou de Bi-couche.

« Notre travail montre que la technologie de FET de nanowire est assez souple pour permettre « la conception » par l'intermédiaire de la lithographie de ses fonctionnalités principales du détecteur des paramètres et, » Miriam expliqué Serena Vitiello, auteur important du papier aussi bien que le scientifique de recherches et le chef de groupe du groupe de Terahertz Photonics dans l'institut de Nanoscience au CNR et du Scuola Normale Superiore à Pise, Italie.

De quoi est-il le détecteur de nanowire capable ? Il offre « une perspective concrète d'une utilité d'application, puisqu'il fonctionne à la température ambiante -- atteignant des fréquences de détection plus grandes que 3 THz, avec la vitesse maximum de modulation dans la chaîne de mégahertz, et des puissances équivalentes de bruit qui sont déjà concurrentielles avec les meilleures technologies disponibles dans le commerce, » Vitiello ont indiqué.

En termes d'applications, parce que les nanodetectors peuvent être tapés pour la formation image de grand-secteur rapidement à travers le THz et les domaines spectraux secondaires-terahertz, ne soyez pas étonné de voir qu'ils ont commercialisé dans un avenir proche pour une série d'applications spectroscopiques et en temps réel de formation image -- probablement même sous forme d'appareils-photo rapides de THz de multi-Pixel.

Après, les buts des scientifiques sont « de pousser l'exécution du dispositif dans le royaume ultra-rapide de détection, explorent la praticabilité de la détection simple de photon en employant des architectures originales et les choix matériels, développent des rangées compactes de plan focal, et pour intégrer le sur-morceau les détecteurs de nanowire avec des microlasers de cascade de quantum de THz, » Vitiello remarquable. « Ceci nous permettra de prendre le photonics de THz à un nouveau niveau entier « de la compacité » et de la polyvalence, où il peut finalement commencer à adresser beaucoup d'applications de tueur. »