新型二氧化钒光电子材料可以轻松控制太赫兹光波
- 来源：科技日报
- 2021-04-30 16:20:35
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俄罗斯莫斯科大学科研人员开发出一种独特的、可以轻松控制太赫兹光波的二氧化钒光电子材料。有关专家认为，未来从运输安全到食品质量控制等领域，新材料将得到广泛运用。相关研究发表在《晶体工程通讯》和《陶瓷国际》杂志上。
太赫兹光波是未来6G通信网络的基础。此外，它们已被用于机场和车站行李箱安检扫描，下一步将运用于建筑材料、药品和食品的质量监控。然而，太赫兹光波控制技术的发展受到技术设备尺寸的制约。正如论文作者之一、莫斯科大学研究人员阿尔乔姆·马卡列维奇教授所说，目前，对设备小型化和改善人体工程学方面的需求不断增长，太赫兹光波控制原理建成的典型设备相当复杂，限制了该技术的潜在应用价值。
阿尔乔姆·马卡列维奇教授称，科研人员正在努力使必要的设备尽可能紧凑和小型化，为此，需要一种能控制太赫兹辐射的特殊材料，特别是需要一种能够选择性吸收太赫兹波的物质，同时为了快速打开和关闭太赫兹信号，则需要一种可以极大地改变电阻的材料。在这方面，二氧化钒是一种有前途的材料。在68℃的温度下，从金属变成电介质，二氧化钒的电阻会改变数万次。由于物质薄膜的温度可以快速改变，因此可以将二氧化钒用于控制太赫兹光波的超快光学开关。
为了进一步提高二氧化钒的上述性能，俄罗斯科研人员采用了一种新的合成方法，为新材料赋予了一种特殊的微观结构：形状类似于圣诞树。研究人员发现，这种“多刺的”钒氧化物在1.5太赫兹光波下可吸收90%的入射辐射，而在其他频率下仅吸收20%的入射辐射。因此，二氧化钒可以成为理想的太赫兹光波的选择性吸收器。
据悉，科研人员正在进一步努力改善材料的性能，使其对光学电子学的发展更具吸引力。比如，把金属变成电介质的温度降到68℃以下。
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