Сверхтонкие датчики излучения созданы из метаматериалов

Сочетание двух различных технологий — метаматериалов и квантовых каскадных структур — позволило венским физикам создать чрезвычайно тонкие сенсоры, толщина которых во много раз меньше длины улавливаемых электромагнитных волн.

Излучение, использовавшееся в их экспериментах, имело длину волны, существенно больше, чем у видимого света, и соответствовало инфракрасному или терегерцевому диапазону.

С такими волнами, длиной в десятые доли миллиметра, очень сложно работать, однако они имеют важные приложения, например, в компьютерных технологиях следующего поколения.

«Сверхтонкие многослойные полупроводниковые системы обладают существенным достоинством: их электронные свойства можно настраивать с высокой точностью, — говорит профессор Венского Технологического Университета (TU Vienna) Карл Унтеррейнер (Karl Unterrainer). — Подбирая подходящие материалы, толщину слоев и геометрию устройства можно влиять на поведение электронов в системе. Так делают квантовые каскадные лазеры, в которых электроны перескакивают из слоя в слой, испуская фотон с каждым переходом. Так же можно создавать и датчики излучения, селективные к определенной длине волны».

Законы квантовой физики препятствуют фотонам с определенными типами поляризации взаимодействовать с электронами таких полупроводниковых систем. Сотрудники университета преодолели это препятствие применив согласующую прослойку из метаматериалов с особой микроструктурой, разворачивающей плоскость поляризации падающего излучения до нужного угла.

Открытие, сделанное в TU Vienna, делает возможной интеграцию детекторов терагерцевого излучения нанометровой толщины в микросхемы, изготовляемые с применением традиционных технологий.