海爾電視調(diào)諧怎么設(shè)置(海爾電視如何調(diào)節(jié)音量)
前沿拓展:
研究人員證實(shí),利用汞鎘碲合金較容易產(chǎn)生太赫茲波。
對(duì)于特殊輻射源來說,“Landaulevel激光”是一種令人興奮的概念。它可能可以高效地產(chǎn)生太赫茲波,用于材料穿透和數(shù)據(jù)傳輸。然而,此前幾乎所有的太赫茲波激光的嘗試都以失敗告終。eurekalert.org網(wǎng)站報(bào)道,由德國海爾霍茲德累斯頓研究中心(HZDR)帶領(lǐng)的國際研究團(tuán)隊(duì)朝著制造太赫茲波激光的正確方向邁出了重要一步。相關(guān)研究成果發(fā)布于《自然?光子學(xué)》雜志。
太赫茲波和光都是電磁輻射,其頻率介于微波和紅外輻射之間。兩者的特殊性質(zhì)具有重大的技術(shù)和科學(xué)意義:基礎(chǔ)研究人員可借此研究晶格振蕩和自旋波的傳播。HZDR研究人員Stephan Winnerl解釋說:“太赫茲波還可以穿透許多不透明的物質(zhì),例如衣服、塑料和紙張。”目前,太赫茲掃描儀已作為有害的X射線掃描儀的替代品用于機(jī)場安檢,以檢測乘客是否將危險(xiǎn)品藏匿于衣服中。由于太赫茲波的頻率比無線電波高,它在數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域也有潛在應(yīng)用價(jià)值。以無線局域網(wǎng)技術(shù)為例,其工作頻率為2~5千兆赫,而太赫茲的工作頻率高出上千倍。Winnerl說:“雖然太赫茲波的研究取得了一些進(jìn)展,但波的產(chǎn)生仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。如何制造緊湊、強(qiáng)大且可調(diào)諧的太赫茲激光是困擾科學(xué)家們的難題?!?/p>
激光是由激光材料中的電子產(chǎn)生的。根據(jù)量子效應(yīng),被激發(fā)的電子雖然可以發(fā)出光,但它們只能吸收特定部分的能量。因此,光也會(huì)以特定的顏色和聚焦光束發(fā)出。Landaulevel激光的特殊之處在于可以利用磁場靈活調(diào)整電子的能級(jí),能級(jí)反過來決定了電子發(fā)射的頻率,從而使激光可以調(diào)諧。然而,這樣的激光還不存在。Winnerl解釋說:“問題在于,電子將能量傳遞給其他電子,而非發(fā)射光波?!笨茖W(xué)家們稱這種物理過程為“俄歇效應(yīng)”。令他們失望的是,這種現(xiàn)象甚至也會(huì)發(fā)生在石墨烯中。此前,他們?cè)鴮?duì)石墨烯寄予厚望,但這種二維材料在HZDR的實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了較強(qiáng)的俄歇散射。
因此,研究人員們嘗試了一種常用于高靈敏度熱成像相機(jī)的材料:由汞、鎘和碲組成的重金屬合金(HgCdTe)。HgCdTe的特點(diǎn)是研究人員可以非常精確地控制汞、鎘和碲的含量,進(jìn)而使“帶隙”的調(diào)整成為可能。HgCdTe的性質(zhì)與石墨烯相似,但不存在強(qiáng)俄歇散射的問題。Winnerl說:“簡單地說,電子無法找到其他能吸收適當(dāng)能量的電子,只能以科學(xué)家們想要的方式釋放能量,產(chǎn)生太赫茲輻射?!?/p>
研究人員在實(shí)驗(yàn)中觀察到,施加電流時(shí),HgCdTe發(fā)出了太赫茲波。通過調(diào)節(jié)一個(gè)強(qiáng)度僅200毫特斯拉的外加磁場,研究人員能夠在1~2太赫茲內(nèi)改變發(fā)射波的頻率。Winnerl說:“這還不是一種激光,但它很像太赫茲LED。盡管會(huì)頗費(fèi)周折,但我們應(yīng)該將其擴(kuò)展到激光領(lǐng)域?!毕乱浑A段,除考慮拓展問題外,研究人員還需要克服低溫冷卻的限制,以使該技術(shù)更具實(shí)際價(jià)值。
科界原創(chuàng)
編譯:雷鑫宇
審稿:西莫
責(zé)編:唐林芳
期刊來源:《自然?光子學(xué)》
期刊編號(hào):17494885
原文鏈接:
https://www.eurekalert.org/pub_releases/201908/hdalf081619.php
版權(quán)聲明:本文由科界平臺(tái)原創(chuàng)編譯,中文內(nèi)容僅供參考,一切內(nèi)容以英文原版為準(zhǔn)。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源科技工作者之家—科界App。
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