W kierunku wbudowanych w układ plazmoniczny wzmacniaczy promieniowania THz

Trzydzieści lat temu Diakoniow i Szur otworzyli nową dziedzinę w fizyce ciała stałego i elektronice - elektronikę fal plazmowych. Oni teoretycznie przewidziano, że: i) w nanotranzystorach fale plazmowe mogą oscylować na częstotliwościach THz znacznie wykraczających poza granicę GHz urządzeń częstotliwości, ii) promieniowanie THz może być wykryte przez nieliniowości plazmy, oraz iii) przepływ prądu może prowadzić do wytworzenia THz promieniowanie. Część detekcyjna "obietnicy plazmonicznej" została udowodniona i obecnie matryce detektorów plazmonicznych THz są szeroko stosowane. W przypadku emiterów zadanie okazało się znacznie bardziej skomplikowane. Dopiero niedawno (PRX 10, 031004, 2020; z moim z udziałem zespołu) w temperaturze pokojowej, sterowane prądem wzmocnienie przychodzącego promieniowania THz wykazano w innowacyjny sposób Konstrukcje bramek z podwójną kratą na bazie grafenu, jednego z najbardziej obiecujących materiałów plazmoniki. Te przełomowe wyniki wskazują, że istniejące modele systemów plazmonicznych powinny zostać ponownie rozważone oraz że wykorzystanie nowych materiałów 2D lub ich heterozłączy z innowacyjne geometrie, mogą prowadzić do projektu "W kierunku wbudowanych w układ wzmacniaczy plazmoniki promieniowania THz", co jest głównym celem projektu TERAPLASM. Metodologia eksperymentalna będzie obejmowała wytwarzanie i badania spektroskopii THz grafenu i unikalnego alternatywy dla grafenu Systemy oparte na HgTe i GaN z gazem elektronowym 2D o wysokiej mobilności. Pozwoli to na odnalezienie mechanizmów fizycznych odpowiedzialnych za zaobserwował amplifikację plazmoniczną THz i dobrał optymalne systemy dla urządzeń THz. Równolegle prowadzone będą badania teoretyczne modele fizyczne amplifikacji plazmonicznej THz badane w eksperymentalnej części projektu.Prowadząc szeroko zakrojone prace technologiczne, badania spektroskopowe i teoretyczne TERAPLASM będą miały na celu udzielenie odpowiedzi na stare podstawowe pytania z zakresu fizyki i elektroniki dotyczące wykonalności wbudowanych w układ wzmacniaczy plazmoniki promieniowania THz, o dużym potencjale zastosowań w telekomunikacji bezprzewodowej, biodetekcji, bezpieczeństwo i inne.