Hybrydowe urządzenie metalohalogenkowe 2D umożliwia kontrolę emisji terahercowych

Naukowcy zastosowali dwuwymiarowe hybrydowe halogenki metali w urządzeniu, które umożliwia kierunkową kontrolę promieniowania terahercowego generowanego przez schemat spintroniczny. Urządzenie ma lepszą wydajność sygnału niż konwencjonalne generatory terahercowe i jest cieńsze, lżejsze i tańsze w produkcji.

Teraherc (THz) odnosi się do części widma elektromagnetycznego (tj. częstotliwości od 100 GHz do 10 THz) między mikrofalami i optycznymi, a technologie THz okazały się obiecujące dla zastosowań, od szybszych obliczeń i komunikacji po czuły sprzęt do wykrywania. Jednak tworzenie niezawodnych urządzeń THz jest wyzwaniem ze względu na ich rozmiar, koszt i nieefektywność konwersji mocy.

mówi Daly Sun, profesor nadzwyczajny fizyki na Uniwersytecie Stanowym Karoliny Północnej i współautor pracy. „W tej pracy odkryliśmy, że dwuwymiarowa hybryda metal Halogenek jest powszechnie używany w Ogniwa słoneczne A pliki binarne wraz ze spintroniką mogą spełnić wiele z tych wymagań”.

Omawiany dwuwymiarowy hybrydowy halogenek metalu to powszechnie dostępny i komercyjnie dostępny syntetyczny hybrydowy półprzewodnik: butyloamoniowy jod ołowiu. Spintronika odnosi się do kontrolowania spinu elektronu, a nie tylko wykorzystywania jego ładunku w celu generowania energii.

Sun i koledzy z Argonne National Laboratories, University of North Carolina w Chapel Hill i University of Auckland opracowali urządzenie, które nakłada dwuwymiarowe hybrydowe halogenki metali z metalem ferromagnetycznym, a następnie wzbudza laserem, wytwarzając ultraszybki prąd spinowy, który z kolei generowane promieniowanie THz.

Zespół odkrył, że dwuwymiarowe hybrydowe urządzenie metalohalogenkowe nie tylko przewyższało większą, cięższą i droższą produkcję obecnie stosowanych emiterów THz, ale także odkrył, że dwuwymiarowe właściwości dwuwymiarowego hybrydowego metalohalogenkowego pozwoliło im kontrolować kierunek transmisji THz.

„Tradycyjne nadajniki terahercowe były oparte na ultraszybkim prądzie fotoelektrycznym” – mówi Sun. „Ale emisja spintroniczna wytwarza zakres częstotliwości szerszy niż częstotliwość THz, a kierunek emisji THz można kontrolować poprzez modulację prędkości impulsu laserowego i kierunku pola magnetycznego, co z kolei wpływa na oddziaływanie magnetronów i fotony, kręci się i pozwala nam kontrolować kierunek.”

Sun jest przekonany, że prace te mogą być pierwszym krokiem w badaniu ogólnie dwuwymiarowych hybrydowych materiałów metalohalogenkowych, które są ogólnie przydatne w innych zastosowaniach spintronicznych.

„Użyte tutaj hybrydowe urządzenie 2D na bazie metalohalogenków jest mniejsze, bardziej ekonomiczne w produkcji, solidne i działa dobrze w wyższych temperaturach” – mówi Sun. „Wskazuje to, że hybrydowe materiały metalohalogenkowe 2D mogą okazać się lepsze od obecnych konwencjonalnych materiałów półprzewodnikowych do zastosowań THz, które wymagają zaawansowanych metod osadzania, które są bardziej podatne na defekty.

„Mamy nadzieję, że nasze badania zapoczątkują obiecujący test na projektowanie różnych niskowymiarowych metali hybrydowych halogenek Materiały do ​​opartych na rozwiązaniach i przyszłych spintronicznych zastosowaniach optoelektronowych”.

Praca pojawia się w Połączenia z naturą.