Терагерцовая электроника что это
LiveInternetLiveInternet
—Цитатник
«Искусство жить красиво» Отель «Метрополь» Окол.
Пароль просрочен и должен быть заменен Windows 10 как отключить что делать? Пароль просрочен и до.
«Умер Валерий Гаркалин» Народный артист Валерий Гаркалин умер в возра.
Свадебные фото советских знаменитостей Друзья, хочу предложить вам сегодня подборк.
—Рубрики
—Поиск по дневнику
—Подписка по e-mail
—Друзья
—Постоянные читатели
—Сообщества
—Статистика
ЧТО ЗА ЗВЕРЬ ТАКОЙ «ТЕРАГЕРЦ»?
Пришло время разобраться, развеять мифы и расставить все точки над «и».
Терагерц это не камень.
Терагерц, терагерциевая «руда»- (поликристаллическая масса) это побочный продукт выращивания кремниевых монокристаллов для электроники усовершенствованным методом Чохральского.
Терагерц возникает из кремниесодержащего песка (навески шихты) как побочный продукт, в процессе выращивания монокристаллического кремния большого диаметра.
В виду проходящих процессов, терагерц дополнительно включает в себя химические составляющие тугоплавких тиглей и элементов внутренних камер установок для выращивания.
В большинстве случаев это в различных количествах титан, бор, фосфор, алюминий, железо.
Выращенные кремниевые монокристаллы используются при создании приборов терагерциевого излучения.
Научный интерес выражается в селективном воздействии излучения в терагерцовом диапазоне (0,1-30 ТГц) на состояние молекул, в том числе и органических.
Терагерцевое излучение — вид электромагнитного излучения, спектр частот которого расположен между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами.
Терагерц считается энергетически сильным, редким материалом, воздействующим на живые организмы, излечивает болезни, придает энергию, делает человека сильным и неутомимым, улучшает магнитное поле человека, усиливает активность клеток, поддерживает здоровье, замедляет старение.
Подходит абсолютно всем.
Своим внешним видом, ярким металлическим блеском, прочностью, терагерц привлекает не только женщин, но и представителей сильного пола.
Бусины из терагерца выглядят стильно, лаконично, бескомпромиссно, а из-за высокого содержания титана, получаются практически невесомыми.
Терагерцовая электроника: уникальный опыт ученого ЛЭТИ – зарубежным специалистам
В англоязычной монографии профессора кафедры РТЭ А.Д. Григорьева впервые обобщены современные знания в области терагерцовых технологий.
Монография профессора кафедры радиотехнической электроники (РТЭ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Андрея Дмитриевича Григорьева посвящена источникам терагерцового электромагнитного излучения, на основе которого создаются современные радиолокационные средства, системы связи, мобильные системы пятого и шестого поколений.
Автор подробно описывает и дает сравнительный анализ всех типов источников – лазеров, фотопроводящих антенн, полупроводниковых диодов, транзисторных генераторов и усилителей, вакуумных устройств, а также детекторов волн.
В книге приведены отличительные особенности взаимодействия терагерцового излучения с различными материалами, включая атмосферу Земли, жидкости, диэлектрики, сверхпроводники, полупроводники, металлы и 2D-структуры. Подробно рассмотрены причины появления так называемого терагерцового провала – участка электромагнитного спектра с минимальной мощностью, а также способам повышения рабочей частоты и выходной мощности источников. Рассмотрены характеристики и технологии производства электромагнитных и электронно-оптических систем вакуумных терагерцовых устройств.
Монография Андрея Дмитриевича Григорьева Terahertz Electronics стала первой книгой, в которой обобщены современные знания в данной области. Основой уникального материала, изложенного в книге, стал многолетний опыт автора по разработке мощных вакуумных усилителей терагерцового излучения совместно с АО «Светлана-Электронприбор».
«Разработка терагерцовых приборов – очень трудная задача с точки зрения технологий. Все конструктивные решения нужно принимать с учетом того, могут ли они быть воплощены в «железо». В связи с уменьшением длины волны электромагнитного излучения от 3 мм до 33 мкм допуски на изготовление деталей должны быть на порядок меньше этой величины. Таким образом, предъявляются очень серьезные требования к качеству обработки поверхностей, производственному оборудованию и технологиям изготовления. В результате этого приборы получаются очень дорогими. Надеюсь, что решения, которые содержатся в этой книге, помогут облегчить и удешевить процесс конструирования аппаратуры».
Профессор кафедры радиотехнической электроники (РТЭ) Андрей Дмитриевич Григорьев
Книга предназначена для пользователей и разработчиков генераторов и приемников терагерцового излучения, а также для студентов, обучающихся по магистерской программе «Микроволновая и телекоммуникационная электроника» и смежным направлениям.
Профессор кафедры радиотехнической электроники (РТЭ) Андрей Дмитриевич Григорьев
Для справки
Профессор кафедры радиотехнической электроники Андрей Дмитриевич Григорьев – признанный в стране и за рубежом специалист в области электроники и электродинамики микроволн, а также вычислительной электродинамики. Окончил ЛЭТИ в 1960 году. Доктор технических наук (1987). Автор более 150 научных публикаций, в том числе монографий и учебников для вузов. Член редколлегий престижных отечественных и зарубежных научных журналов, организационных комитетов ряда российских и международных научно-технических конференций. Руководитель магистерской программы «Микроволновая и телекоммуникационная электроника». Награжден знаками «Почетный работник высшего профессионального образования» и «Почетный работник науки и техники РФ».
Физики создали источник терагерцовых волн с рекордно широким спектром
Физики из Германии разработали новый источник терагерцового излучения. Ширина спектра его импульсов превосходит аналогичный параметр самого популярного фотопроводящего излучателя из арсенида галлия на порядок. Кроме того, новый источник должен стать дешевле предыдущих — для его работы больше не требуется высокоинтенсивный дорогой лазер. Работа ученых опубликована в журнале Nature Light: Science & Applications.
Диапазон терагерцового электромагнитного излучения (3×10 11 —3×10 12 Гц) располагается в своего рода «темной» области между диапазонами хорошо изученных микроволновых и инфракрасных волн. В английском этот диапазон называют терагерцовым пробелом (terahertz gap), указывая на слабое развитие технологий излучения и манипуляции волн терагерцовых частот. В отличие от соседей по спектру, генерация терагерцового излучения и сегодня остается сложным и дорогим процессом.
Т-лучи (второе название терагерцовых волн) с легкостью проникают во многие материалы, и, в отличие от рентгеновских лучей, безвредны из-за отсутствия ионизирующих свойств. Поэтому, например, в медицине активно используются терагерцовые томографы, позволяющие исследовать верхние слои тела человека (кожу, сосуды и мышцы). Т-лучи используют для сканирования людей и багажа в аэропортах, а также для контроля качества различных материалов в промышленности.
Существуют и сугубо научные применения терагерцового излучения. Помимо терагерцовой спектроскопии с помощью Т-лучей также можно ускорять заряженные частицы. Теоретически, при помощи терагерцового ускорителя можно достигать энергий порядка гигаэлектронвольт на сантиметр, что значительно превышает энергии, получаемые на современных ускорителях.
Один из самых популярных методов генерации Т-лучей — облучение кристалла арсенида галлия короткими лазерными импульсами. При облучении кристалла, в нем появляются заряды, которые ускоряют приложенным к кристаллу потенциалом. Ускоренные заряды и производят терагерцовое излучение. Такой метод имеет два важных недостатка: для него подходят только специальные высокоинтенсивные дорогостоящие лазеры, а максимально возможная ширина спектра составляет всего 7 терагерц.
Группа исследователей во главе с Абхишеком Сингхом (Abhishek Singh) из Научного центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф справилась с двумя проблемами сразу. Свой излучатель они изготовили из германия — этот материал позволяет получать на порядок более широкий спектр излучения (70 терагерц) и способен работать с дешевым волоконным лазером. Но чистый германий плохо выполняет свою работу — после облучения лазером должно пройти несколько микросекунд, прежде чем исчезнут индуцированные заряды, что слишком долго, следующий лазерный импульс придет гораздо быстрее.
Форма терагерцового импульса при облучении источника длиной волны в 1100 нм.
Магнитная память будущего. Терагерцевое излучение применили для сверхбыстрой перезаписи спинов
Сверхбыстрое управление намагниченностью материалов — краеугольный камень современной фотоники. В будущем такие технологии могут найти применение в оптических компьютерах и терагерцевой электронике. В последние годы сделан целый ряд успешных экспериментов в этой области. Среди них изменение спина в антиферромагнетиках под воздействием света за несколько пикосекунд, контроль за колебаниями магнитных моментов антиферромагнетика парой фемтосекундных лазеров, фазовый переход от ферромагнетика к антиферромагнетику под воздействием света в течение фемтосекунд и др. Несмотря на замечательный прогресс в этой области, в экспериментах бóльшая часть световой энергии не задействуется непосредственно во взаимодействии света с намагниченным материалом. Это означает, что на практике потребуются значительные усилия на отвод энергии.
Коллектив голландских, немецких и российских учёных из Института общей физики им. Прохорова РАН, московского технологического университета (МИРЭА) и МФТИ разработали гораздо более эффективный и практичный способ сверхбыстрого управления намагниченностью материала. Вместо видимого и инфракрасного света они задействовали электромагнитные импульсы терагерцевого излучения. Таким образом, учёные предлагают использовать для перезаписи информации в компьютерной памяти будущего не лазерные импульсы, а Т-лучи.
Терагерцевое излучение — вид электромагнитного излучения, спектр частот которого расположен между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами с длиной волны от 1 до 0,1 мм. Т-лучи легко проходят сквозь большинство диэлектриков, но хорошо отражаются проводящими материалами (металлами) и поглощаются многими жидкостями (водой).
Эксперименты по управлению намагниченностью с помощью терагерцевых импульсов проводились и раньше, но там задействовались другие механизмы взаимодействия. Российские физики предложили концептуально новый универсальный механизм.
Дело в том, что сила и направление магнитной анизотропии практически во всех материалах определяется спариванием орбитальных состояний электронов с упорядоченными спиновыми состояниями. Следовательно, сверхкороткий импульс электрического поля, резко изменяющий орбитальные состояния электронов, может привести к внезапному изменению магнитной анизотропии. Учёные собрали экспериментальную установку и проверили теорию, что изменение магнитной анизотропии приводит к колебаниям магнонов с большими амплитудами, которые квадратично зависят от силы терагерцевого поля.
Магнон — квазичастица, соответствующая элементарному возбуждению системы взаимодействующих спинов. Такой отдельной частицы на самом деле не существует самой по себе, но использование такого понятия существенно упрощает описание процесса, который в реальности происходит на квантовом уровне.
Авторы научной работы пишут, что в терагерцевом спектральном диапазоне эту концепцию (управляемое изменение магнитной анизотропии и намагниченности) можно применить к любому материалу, в котором изменения электронных орбиталей приводят к изменению магнитной анизотропии. Например, это различные оксиды с ионами 3d и 4f. Среди них — разнообразные ортоферриты, манганиты и ферробораты, а также различные соединения с 3d-ионами, такие как гематит α-Fe2O3
До российско-немецкого эксперимента подобные свойства терагерцевого излучения оставались, по большому счёту, неизученными.
Фундаментальная идея показана на иллюстрации. Для опыта использовали антиферромагнетик TmFeO3 — ортоферрит тулия. Этот материал кристаллизируется в деформированной структуре перовскита.
Эксперимент показал, что пучки Т-лучей очень эффективно с точки зрения энергозатрат меняют магнитные свойства и ионов железа, и ионов тулия.
«Мы сделали важный шаг на пути к терагерцовой электронике: показали качественно новый подход к контролю намагниченности с помощью коротких импульсов терагерцового излучения. Насколько нам известно, наша работа — первый пример подобного применения Т-лучей», — заявил Анатолий Звездин из Московского физико-технического института в Долгопрудном.
По мнению специалистов, в оптических компьютерах именно терагерцовое излучение уместно использовать для сверхскоростной передачи информации, записи информации на магнитные носители и т.д. Кроме того, Т-лучи могут найти применение для наблюдения за работой живых клеток в режиме реального времени и множества других целей.
Анатолий Звездин отметил, что данные эксперименты являются продолжением тех исследований, которые советские ученые вели в Московском государственном университете: «В СССР ортоферриты исследовала группа в МГУ, и у нас был приоритет в этой области. В каком-то смысле, наша работа — продолжение тех исследований», — сказал он.
Научная работа опубликована 3 октября 2016 года в журнале Nature (doi: 10.1038/nphoton.2016.181).
Терагерцовая электроника: уникальный опыт ученого ЛЭТИ – зарубежным специалистам
В англоязычной монографии профессора кафедры РТЭ А.Д. Григорьева впервые обобщены современные знания в области терагерцовых технологий.
Монография профессора кафедры радиотехнической электроники (РТЭ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Андрея Дмитриевича Григорьева посвящена источникам терагерцового электромагнитного излучения, на основе которого создаются современные радиолокационные средства, системы связи, мобильные системы пятого и шестого поколений.
Автор подробно описывает и дает сравнительный анализ всех типов источников – лазеров, фотопроводящих антенн, полупроводниковых диодов, транзисторных генераторов и усилителей, вакуумных устройств, а также детекторов волн.
В книге приведены отличительные особенности взаимодействия терагерцового излучения с различными материалами, включая атмосферу Земли, жидкости, диэлектрики, сверхпроводники, полупроводники, металлы и 2D-структуры. Подробно рассмотрены причины появления так называемого терагерцового провала – участка электромагнитного спектра с минимальной мощностью, а также способам повышения рабочей частоты и выходной мощности источников. Рассмотрены характеристики и технологии производства электромагнитных и электронно-оптических систем вакуумных терагерцовых устройств.
Монография Андрея Дмитриевича Григорьева Terahertz Electronics стала первой книгой, в которой обобщены современные знания в данной области. Основой уникального материала, изложенного в книге, стал многолетний опыт автора по разработке мощных вакуумных усилителей терагерцового излучения совместно с АО «Светлана-Электронприбор».
Профессор кафедры радиотехнической электроники (РТЭ) Андрей Дмитриевич Григорьев
Книга предназначена для пользователей и разработчиков генераторов и приемников терагерцового излучения, а также для студентов, обучающихся по магистерской программе «Микроволновая и телекоммуникационная электроника» и смежным направлениям.
Профессор кафедры радиотехнической электроники (РТЭ) Андрей Дмитриевич Григорьев
Профессор кафедры радиотехнической электроники Андрей Дмитриевич Григорьев – признанный в стране и за рубежом специалист в области электроники и электродинамики микроволн, а также вычислительной электродинамики. Окончил ЛЭТИ в 1960 году. Доктор технических наук (1987). Автор более 150 научных публикаций, в том числе монографий и учебников для вузов. Член редколлегий престижных отечественных и зарубежных научных журналов, организационных комитетов ряда российских и международных научно-технических конференций. Руководитель магистерской программы «Микроволновая и телекоммуникационная электроника». Награжден знаками «Почетный работник высшего профессионального образования» и «Почетный работник науки и техники РФ».