BIZIT plus

Razvijen ultrasenzibilni mikrotalasni detektor 

U pitanju je tehnologija koja, između ostalog, omogućava kvantne računare sledeće generacije. Međunarodni istraživački tim iz POSTECH iz Južne Koreje, Raytheon BBN Technologies, Harvard University, i Massachusetts Institute of Technology u SAD, Barcelona Institute of Science and Technology u Španiji, i National Institute for Materials Science u Japanu, zajedno su razvili ultrasenzibilne senzore koji mogu da otkriju mikrotalase sa najvećom teoretski mogućom osetljivošću.

PCPress.rs Image

Zajednički međunarodni poduhvat

Nalazi istraživanja, objavljeni u istaknutom međunarodnom akademskom časopisu Nature, skreću pažnju kao tehnologija koja omogućava komercijalizaciju sledeće generacije novih tehnologija, uključujući kvantne računare. Mikrotalasi se koriste u širokom spektru naučnih i tehnoloških oblasti, uključujući mobilne komunikacije, radar i astronomiju. Od nedavno se aktivno sprovodi istraživanje za otkrivanje mikrotalasa izuzetno visoke osetljivosti za kvantne tehnologije sledeće generacije, kao što su kvantno računanje i kvantna komunikacija. Trenutno se mikrotalasna snaga može otkriti pomoću uređaja koji se naziva bolometar. Bolometar se obično sastoji od tri materijala: materijala za elektromagnetnu apsorpciju, materijala koji pretvara elektromagnetne talase u toplotu i materijala koji generisanu toplotu pretvara u električni otpor. Bolometar izračunava količinu apsorbovanih elektromagnetnih talasa koristeći promene u električnom otporu. Korišćenjem semiconductor-based dioda kao što su silicijum i galijum arsenid u bolometru, osetljivost najsavremenijeg komercijalnog bolometra koji radi na sobnoj temperaturi ograničena je na 1 nanovat (1 milijarditi deo vata) u proseku u sekundi .

Pročitajte i:  Detekcija leda pomoću mikrotalasnih senzora 

Istraživački tim je prekoračio ovu granicu inovirajući aspekt materijala i strukturu uređaja. Prvo, tim je koristio grafen kao materijal za apsorpciju elektromagnetnih talasa. Grafen se sastoji od jednog sloja atoma ugljenika i ima vrlo mali elektronski toplotni kapacitet. Mali toplotni kapacitet znači da čak i ako se malo energije apsorbuje, to uzrokuje veliku temperaturnu promenu. Fotoni u mikrotalasnoj pećnici imaju vrlo malo energije, ali ako ih apsorbuje grafen, mogu prouzrokovati znatan porast temperature. Problem je što se temperatura u grafenu veoma brzo smanjuje, što otežava merenje promene. Da bi rešio ovaj problem, istraživački tim je usvojio uređaj nazvan Josephson spoj. Ovaj kvantni uređaj, sastavljen od superconductor-graphene-superconductor (SGS), može električnim procesom da detektuje promene temperature u roku od 10 pikosekundi. To omogućava otkrivanje temperaturnih promena u grafenu i električnog otpora koji je rezultat toga.

Kombinujući ove ključne sastojke, istraživači su postigli ekvivalentnu snagu buke od 1 aV/Hz1/2, što znači da uređaj može da reši 1 aW (1 bilioniti deo vata) u sekundi.

Pročitajte i:  Detekcija leda pomoću mikrotalasnih senzora 

Studija je značajna po tome što je uspostavila skalabilnu tehnologiju koja omogućava kvantne uređaje sledeće generacije. Takođe je razvila bolometar tehnologiju koja meri koliko se mikrotalasnih fotona apsorbuje u jedinici vremena.

Izvor: Scitechdaily

 

Facebook komentari:
Računari i Galaksija
Tagovi: