Петербургские физики предложили новый метод регистрации терагерцового излучения

14.11.2020

Физики ФТИ им. Иоффе и Алфёровского университета с коллегами из Германии и Великобритании продемонстрировали новый метод обнаружения терагерцового излучения в двухслойном графене. Оказалось, что при воздействии излучения на данный материал по краям образца возникают электрические токи, которые легко регистрируются приборами. Результаты позволят создавать детекторы терагерцового излучения, необходимые в медицинской диагностике. Исследование опубликовано в журнале Physical Review B и отмечено как статья, рекомендованная редакцией.

Как выявить коронавирусную инфекцию? Вопрос крайне актуальный. Один из возможных методов обнаружения органических молекул— детектирование терагерцового излучения. Это электромагнитные волны, частота которых лежит между видимым светом и радиоволнами. В отличие от рентгеновского излучения оно не наносит вреда тканям организма и широко применяется в медицинской диагностике, реставрации музейных экспонатов, а также в системах безопасности: например, для сканирования грузов на предмет взрывчатки.

Для научных исследований и применений важно как научиться генерировать терагерцовое излучение, так и создавать детекторы — устройства для его обнаружения. На данный момент не существует ни мощных источников, ни дешёвых приёмников данного излучения.

Учёные ФТИ им. А.Ф.Иоффе (по совместительству сотрудники Алфёровского университета) Сергей Тарасенко и Михаил Дурнев приняли участие в исследовании влияния терагерцового излучения на двухслойный графен — уникальный двумерный кристалл, обладающий необычными физическими свойствами, и один из самых тонких материалов, который может существовать в природе.

Для опытов физики взяли небольшую чешуйку материала и облучили её. В момент облучения приборы зарегистрировали электрический ток на краях этой чешуйки — так называемые “краевые токи”.

“Интерес физиков в настоящее время смещается в сторону исследования объектов микро- и нанометрового масштаба. В системах малого размера краевые эффекты начинают играть важную, порой определяющую роль и могут кардинально изменять свойства материалов”, — объясняет Тарасенко Сергей Анатольевич, д.ф.-м.н. заведующий кафедрой теоретической физики Алфёровского университета.

На примере миниатюрного образца физики обнаружили, что при воздействии терагерцового излучения в двухслойном графене появляются “краевые” токи.

Это открытие проясняет физику взаимодействия электромагнитного излучения с двумерными кристаллами и позволит создавать детекторы терагерцового излучения, необходимые в научных исследованиях и медицинской диагностике.

Share:

Read next

EN, Education and science

STUDYINSPB Project Among Winners of Project Olympus
The STUDYINSPB project took the third place in the Project Management in Higher Education nominated category of Project Olympus 2020
Subscribe to StudyInSPb
Newsletter