ماده جدیدی برای فیلتر و قطبی کردن تابش تراهرتز

پژوهشگران آمریکایی ادعا کردند که ماده جدیدی ساخته‌‌اند که می‌تواند برای جذب قوی تابش در باند خاصی از طیف الکترومغناطیسی تنظیم شود. همچنین حفاظ‌های ساخته شده از این ماده می‌توانند برای کاهش تداخل امواج الکترومغناطیسی خارجی در تجهیزات الکترونیکی حساس استفاده شوند.

یک ماده جدید که از لایه‌های متعدد گرافنی
ساخته می‌شود، حفاظ موثری برای تابش میکروموج و تراهرتز است، درحالیکه
اجازه عبور نور مرئی را می‌دهد. این ادعای پژوهشگرانی از آمریکا است که
فیلم‌های نازکی را ساخته‌‌اند که می‌توانند برای جذب قوی تابش در باند خاصی
از طیف الکترومغناطیسی تنظیم شوند. حفاظ‌های ساخته شده از این ماده
می‌توانند برای کاهش تداخل امواج الکترومغناطیسی خارجی در تجهیزات
الکترونیکی حساس استفاده شوند. همچنین این گروه ادعا می‌کند که چنین
ماده‌ای می‌تواند برای ساخت فیلتر‌ها و قطبش‌گرهای تراهرتز استفاده گردد.
چنین افزاره‌هایی می‌توانند در رشته نوظهور تصویربرداری تراهرتز مفید واقع
شوند.
 
کوارتز بعنوان یک زیرلایه شفاف استفاده می‌شود و فرآیند ساخت شامل سه مرحله
رسوب لایه‌ای و یک مرحله لیتوگرافی منفرد است: ۱- روکش‌دهی لایه میانگیر
پلیمری، ۲ – رسوب گرافن در مقیاس ویفر، ۳- دوپ کردن گرافن، و ۴- الگودهی
ابرشبکه‌ای با ساختار مطلوب. دراینجا آرایه‌های دیسکی ابرشبکه‌ای گرافن
نشان داده شده‌اند.
 
فائدون آووریس و همکارانش از IBM فیلمی
ساخته‌اند که دارای لایه‌های پشت سرهم گرافن و عایق است. این گروه نشان
داده است که فیلمی که شامل فقط پنج لایه از هر کدام از مواد باشد، می‌تواند
حفاظی برای تابش الکترومغناطیسی در بازه میکروموج و تراهرتز تا ۹۷٫۵ درصد
باشد، درحالیکه نسبت به نور مرئی شفاف باقی می‌ماند.

بعلاوه این پژوهشگران پی بردند که ساخت فیلم‌هایی که شامل آرایه‌هایی از
دیسک‌ها یا روبان‌های ریز گرافنی باشد، می‌تواند منجر به خلق فیلتر‌ها و
قطبشگرهای کوک‌پذیر تراهرتزی شود. دیسک‌ها یا روبان‌ها فقط چند میکرون عرض
دارند و نور را با بکارگیری پلاسمون‌ها (نوسان‌های دسته جمعی کوانتیزه
الکترونی در داخل ساختار که بشدت با نور برهم‌کنش می‌کنند) در ناحیه‌هایی
که چند صد برابر از طول موج نور کوچک‌تر هستند، محبوس کرده و جذب می‌کنند.

این گروه کار خود را با پشته‌سازی متناوب ورقه‌های گرافنی با مقیاس ویفری
با لایه‌های عایق نازک برای تشکیل ساختار پنج لایه‌ای و سپس الگودهی این
مجموعه به شکل ساختاری مشابه با بلور فوتونیکی سه بعدی شروع کرد.
پلاسمون‌های درون نانودیسک‌ها و نانوروبان‌ها با نور تراهرتز نوسان می‌کنند
و در فرکانس‌های معینی این نوسان تشدید می‌شود. در این حالت تشدید است که
کارآیی حفاظ به بیشینه خود می‌رسد.

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nature
Nanotechnology منتشر کرده‌اند.