Международная команда ученых открыла новый физический эффект, при котором двухмерные системы электронов подвергаются воздействию терагерцовых волн. Открытие обещает улучшить чувствительность терагерцовых детекторов для медицины, связи и систем безопасности.
Терагерцовые волны — разновидность электромагнитного излучения, расположенного в диапазоне между микроволновым и инфракрасным. Проблема в том, что в настоящее время недорогих, эффективных и простых в применении источников и детекторов этого типа излучения нет. А это тормозит распространение терагерцовых технологий. Если бы эта проблема была решена, это способствовало бы прогрессу во многих отраслях: в сфере безопасности, материаловедении, коммуникации и медицине.
Разрабатывая терагерцовый детектор, группа физиков из Великобритании и Германии неожиданно для себя обнаружила, что устройство выдает намного более сильный сигнал, чем можно было ожидать, судя по теоретическим выкладкам. Объяснение этому было найдено в том, как свет взаимодействует с веществом. На высоких частотах вещество поглощает свет в форме отдельных фотонов. Эта интерпретация, впервые предложенная Эйнштейном, заложила основу квантовой механики и объяснила тот фотоэлектрический эффект, который впоследствии стал применяться в камерах смартфонов или в солнечных панелях.
Инновация ученых состоит в открытии квантового процесса фотовозбуждения в терагерцовом диапазоне, похожем на фотоэлектрический эффект. Одно из преимуществ этого нового эффекта в том, что магнитуда терагерцового фотоотклика намного выше, чем при других аналогичных методах. Поэтому ученые ожидают, что эффект обеспечит производство ТГц-детекторов со значительно большей чувствительностью. А там и до массового внедрения уже недалеко.
