Zasa sme o niečo bližšie k využitiu terahertzových technológií v praxi.

Vedci z Cavendish Laboratory spolu s odborníkmi z univerzity v nemeckom Augsburgu a anglickom Lancastri totiž objavili doposiaľ neznámy fyzikálny efekt. Na tému upozornil portál Phys.

Nedostatok terahertzových systémov

Terahertzové systémy alebo zariadenia predstavujú obrovský potenciál v mnohých oblastiach. Ako prví ukázali možnosti terahertzových systémov v roku 2002 experti z Talianska, ktorí demonštrovali prácu lasera na terahertzových frekvenciách.

Od vtedy mnoho výskumníkov z celého sveta pracuje na rozširovaní týchto technológií, ktoré by mohli priniesť množstvo užitočných aplikácií do medicíny, astronómie, letectva či komunikačných technológií, kde by umožnili ešte omnoho rýchlejší bezdrôtový prenos.

Hlavnú rolu pri terahertzových systémoch hrajú terahertzové vlny alebo žiarenie, ktoré spadá pod oblasť elektromagnetického žiarenia medzi mikrovlnným a infračerveným žiarením.

Táto oblasť je, najmä vďaka nedostatku funkčných zariadení, ktoré by dokázali pracovať s vlnami v rozsahu 0,1 – 10 Thz, známa aj ako „Terahertzová priepasť“. Presnejšie je v súčasnosti veľký nedostatok lacných, efektívnych a ľahko použiteľných zdrojov a detektorov tohto typu žiarenia.

Fotoelektrický jav v 2D systéme

Teraz však autori novej štúdie publikovanej v žurnále Science Advances prišli s novým objavom, ktorý môže zlepšiť výkon terahertzových detektorov.

„Vyvíjali sme nový typ terahertzového detektora, ale pri meraní jeho výkonu sa ukázalo, že vykazuje oveľa silnejší signál, než sa teoreticky dalo očakávať,“ uvádza Wladislaw Michailow.

Odpoveď na túto nezrovnalosť sa podľa nich ukrýva  v tom „ako svetlo interaguje s hmotou“. V tomto prípade odborníci narážajú na fotoelektrický jav, teda efekt, pri ktorom sú elektróny uvoľňované z obalu atómu a následne môžu byť emitované z látky v dôsledku absorpcie elektromagnetického žiarenia.

V klasických trojrozmerných polovodičoch môžu byť elektróny uvoľnené do vákua fotónmi v ultrafialovej alebo röntgenovej oblasti, prípadne sa môžu uvoľniť do dielektrika prostredníctvom fotónov v strednej infračervenej až viditeľnej oblasti elektromagnetického spektra.

Teraz však podobný efekt bol objavený aj v 2D elektrónových systémoch po ich vystavení terahertzovému žiareniu. Konkrétne bol objavený kvantový fotoexcitačný proces v terahertzovej oblasti, ktorý pripomína klasický fotoelektrický jav.

Objavený efekt dostal názov „in-plane photoelectric effect“, pričom jeho hlavnou prednosťou by mala byť „veľkosť fotoreakcie generovanej dopadajúcim terahertzovým žiarením v rovine fotoelektrického efektu“. Objav tohto efektu by mal umožniť vytvárať omnoho citlivejšie terahertzové detektory.