Il dispositivo ibrido ad alogenuri metallici 2D consente il controllo delle emissioni di terahertz

I ricercatori hanno utilizzato alogenuri metallici ibridi bidimensionali in un dispositivo che consente il controllo direzionale della radiazione terahertz generata dallo schema spintronico. Il dispositivo ha una migliore efficienza del segnale rispetto ai tradizionali generatori di terahertz, è più sottile, leggero e meno costoso da produrre.

Terahertz (THz) si riferisce alla porzione dello spettro elettromagnetico (cioè frequenze comprese tra 100 GHz e 10 THz) tra microonde e ottica, e le tecnologie THz hanno mostrato risultati promettenti per applicazioni che vanno dall’elaborazione e comunicazione più veloci alle apparecchiature di rilevamento sensibili. Tuttavia, la creazione di dispositivi THz affidabili è una sfida a causa delle loro dimensioni, dei costi e delle inefficienze di conversione dell’alimentazione.

afferma Daly Sun, professore associato di fisica presso la North Carolina State University e coautore del lavoro. “In questo lavoro, abbiamo scoperto che un ibrido bidimensionale metallo L’alogenuro è comunemente usato in Celle solari E i binari, insieme alla spintronica, possono soddisfare molti di questi requisiti”.

L’alogenuro metallico ibrido bidimensionale in questione è un semiconduttore ibrido sintetico comune e disponibile in commercio: butil ammonio piombo iodio. La spintronica si riferisce al controllo dello spin di un elettrone, piuttosto che al semplice utilizzo della sua carica, per generare energia.

Sun e colleghi degli Argonne National Laboratories, dell’Università della Carolina del Nord a Chapel Hill e dell’Università di Auckland hanno ideato un dispositivo che stratifica alogenuri metallici ibridi bidimensionali con un metallo ferromagnetico, quindi eccitato con un laser, producendo una corrente di spin ultraveloce che a sua volta generava radiazioni THz.

Il team ha scoperto che il dispositivo ibrido bidimensionale ad alogenuri metallici non solo ha superato la produzione più grande, più pesante e più costosa degli emettitori THz attualmente utilizzati, ma ha anche scoperto che le proprietà bidimensionali dell’ibrido bidimensionale ad alogenuri metallici ha permesso loro di controllare la direzione della trasmissione THz.

“I tradizionali trasmettitori terahertz erano basati su fotocorrente ultraveloce”, afferma Sun. “Ma l’emissione spintronica produce una gamma di frequenze più ampia della frequenza THz, e la direzione dell’emissione THz può essere controllata modulando la velocità dell’impulso laser e la direzione del campo magnetico, che a sua volta influenza l’interazione dei magnetron. e fotoni, ruota e ci permette di controllare la direzione.”

Sun ritiene che questo lavoro potrebbe essere un primo passo nell’esplorazione di materiali ibridi agli alogenuri metallici generalmente 2D, generalmente utili in altre applicazioni spintroniche.

“Il dispositivo 2D ibrido a base di alogenuri metallici utilizzato qui è più piccolo, più economico da produrre, robusto e funziona bene a temperature più elevate”, afferma Sun. “Ciò indica che i materiali ibridi 2D ad alogenuri metallici possono rivelarsi superiori agli attuali materiali semiconduttori convenzionali per applicazioni THz, che richiedono metodi di deposizione sofisticati che sono più soggetti a difetti.

“Speriamo che la nostra ricerca lancerà un test promettente per la progettazione di una varietà di metalli ibridi a bassa dimensionalità alogenuro Materiali per applicazioni optoelettroniche spintroniche basate su soluzioni e future”.

Il lavoro appare in Comunicazioni sulla natura.