Několik nedávných vynálezů výrazně rozšíří možnosti využití terahertzových elektromagnetických vln, relativně málo zvládnuté části spektra. Zahrnuje elektromagnetické záření s frekvencí 300 GHz až 3 THz, což odpovídá vlnovým délkám zhruba od 1 mm do 100 mikrometrů. Dosud chybějící jednoduchý zesilovač tvoří destička vysokoteplotního supravodiče pokrytá z obou stran grafenem. Při vložení napětí nebo ozáření elektromagnetickým vlněním o vyšší frekvenci odráží zesilovač terahertzové vlnění výrazně zesílené oproti dopadajícímu. Způsobují to interakce povrchových Podélné oscilace elektronů v krystalové mřížce pevných látek, které popisujeme jako virtuální (nikoli skutečnou) částiciplazmonů (plasmonů)?.
„Vesmír je plný terahertzového záření a signálů, ve skutečnosti všechny biologické organismy ho absorbují a vysílají. Očekávám, že s takovým zesilovačem, který je k dispozici, budeme schopni objevit mnoho tajemství přírody, například jak probíhají chemické reakce a biologické procesy, nebo jak náš mozek funguje a jak myslíme. Terahertzové frekvence jsou poslední, které by lidstvo mělo zvládnout. ... Mají vlastnosti, které by výrazně pomohly v rozsáhlých oblastech vědy, jako je zobrazování, spektroskopie, tomografie, lékařská diagnostika, monitorování zdraví, kontrola životního prostředí a chemická a biologická identifikace. Zařízení, které jsme vyvinuli, umožní vědcům a technikům využít nezvládnutou šířku pásma a vytvořit novou generaci lékařských přístrojů, detekčního hardwaru a bezdrátové komunikační technologie,“ vysvětluje spoluautor výzkumu Fedor V. Kusmartsev z Loughborough University.
Možnosti využití terahertzových vln jistě rozšíří i nedávný objev polarizovaného terahertzového záření z arsenidu tantalitého. TaAs je velmi zvláštní sloučenina podivuhodných kvantových vlastností, tzv. Weylův polokov. Vznikají v nich Weylovy fermiony, částice s nulovou hmotností a elektrickým nábojem. Arsenid tantalitý je zatím jedinou krystalickou látkou, u které byly Weylovy fermiony experimentálně prokázány. Právě jejich polarizace umožňuje vznik polarizovaného terahertzového záření.
Výrazný impuls pro další rozvoj terahertzových technologií může znamenat objev akustické regulace kvantového kaskádového laseru, jednoho z nejvýznamnějších zdrojů terahertzových vln. V klasickém kaskádovém laseru elektron prochází sérií kvantových jam a v každé z nich vyzáří foton. Existující regulace elektrickým polem není dostatečně hbitá. Interakce mechanických kmitů krystalové mřížky s kvantovými jámami v budoucnu umožní modulovat laserový paprsek s průlomovou rychlostí až 100 gigabitů za sekundu.
testament 3.3.2020: Nešly by plazmony vyrábět bez použití nanotechnologií? Naudin je vyrábí tak, že do wolframového vlákna pouští pulzy malým napětím a vysokým proudem.Začnou pak běhat po povrchu vlákna a štěpí plyny okolo což je cíl. Problém je, že vlákno vydrží pouze 2 roky pak se musí vyměnit. Nešly by vyrábět nějak jinak?
testament 14.3.2020: Nejsou ty "Weylovy fermiony" náhodou tolik očekávaným objevem, kdy -jak bylo psáno zde na Akademonu- nebude nutné v elektrolytu v bateriích pohybovat celými ionty nýbrž pouze samotným nábojem? A že elektrické letadlo na tyto baterie obletí celou planetu na jedno nabití?
31.3.2020: Jednoduchý miniaturní a výkonný zdroj terahertzových vln lze vytvořit i na ohebné podložce. Základem jsou kovové plátky vzdálené od sebe 20 nm. Možná výraz vzdálenost není v tomto případě na místě, protože oba povrchy jsou nepředstavitelně blízko. Do mezírky 20 nm bychom mohli za sebe narovnat 14 molekul vody a nic více! Zařízení se pochopitelně chová jinak, než klasický kondenzátor, přestože vlastně jde o extrémně malý kapacitor. Několik pikosekund dlouhý napěťový puls 10 až 100 V iniciuje v mezírce vznik plazmatu. Připojená anténa pak vyzařuje terahertzové vlny ve velkém.
„Tato nanotechnologie se na jedné straně vyznačuje extrémní jednoduchostí a nízkými náklady a na druhé straně vykazuje vynikající výkon. Kromě toho mohou být integrovány s jinými elektronickým zařízením, jako je např. tranzistor. Vzhledem k jedinečným vlastnostem může nanoplasma utvářet budoucnost v oblasti ultrarychlé elektroniky,“ soudí první autor publikace Mohammad Samizadeh Nikoo z lausannské EPFL.
Šéf projektu prof.Elison Matioly rovněž z EPFL k tomu doplňuje: „Vysokofrekvenční polovodičová zařízení jsou velmi malá. K průrazu vede již napětí několika voltů. Vysoce výkonná zařízení jsou příliš velká a pomalá na generování terahertzových vln. Naším řešením bylo oživit známou oblast fyziky plazmatu pomocí nejmodernějších technik výroby nanomateriálů a navrhnout nové zařízení, které by tato omezení obešlo.“
