| 0 |
|
Манипуляции с частотой электромагнитного излучения это неотъемлемая часть современных технологий. Низкие частоты кило- и мегагерцевого диапазонов, легче генерировать, чем гигагерцевые, но последние могут переносить намного больше информации.
Новый, недорогой способ превращать низкие частоты в высокие предложили в Journal of Applied Physics ученые из Итальянского национального исследовательского совета (SPIN-CNR) и Национального предприятия нанонауки и нанотехнологий (NEST-CNR). Он базируется на использовании перехода Джозефсона — конструкции из тонкого слоя изолятора между двумя сверхпроводниками, изобретение которой было отмечено Нобелевской премией.
При определенных условиях электроны могут беспрепятственно переходить сквозь изолятор, но при достижении током критической величины, внезапно возникает конечное сопротивление и между сверхпроводниками создается разность потенциалов.
Паоло Солинас (Paolo Solinas), физик из SPIN-CNR, вместе с коллегами из NEST-CNR экспериментируя с переходом Джозефсона, обнаружил необычное явление. В осциллирующем магнитном поле переход генерировал импульсы напряжения.
Теоретический анализ показал, что магнитное поле вызывает скачок квантового свойства сверхпроводника, называемого фазой. Это, в свою очередь, генерирует импульс напряжения. Регулярно меняющееся магнитное поле, как оказалось, производит импульсы напряжения, содержащие сотни гармоник первоначальной управляющей частоты, включая в тысячи раз более высокие частоты.
«Выход одного устройства невелик, но можно построить массив и получить более высокую выходную мощность», — утверждает Солинас. Расчеты показывают, что массив из 1000 переходов Джозефсона, сделанных из ниобия и оксида алюминия, может преобразовать 100-мегагерцевый входной сигнал, с получением на выходе 100 пВт на частоте 50 ГГц.
Авторы также установили, что изменение формы джозефсоновского перехода меняет характер распределения энергии по частотам: кольцевое соединение по сравнению с круговым или прямоугольным смещает больше энергии в область высоких гармоник.
Большинство генераторов гигагерцевых сигналов сегодня довольно громоздкие и дорогие устройства. Эквивалентные схемы на переходах Джозефсона будут иметь габариты всего в несколько миллиметров, что позволит легко интегрировать их в электронные чипы для коммуникационных приложений.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
