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Terahertz radiation offers tantalizing new opportunities in communications, medical imaging, and chemical detection. Straddling the transition between the highest energy radio waves and the lowest energy infrared light, terahertz waves are notoriously difficult to produce, detect, and modulate.
Modulation, or varying the height of the terahertz waves, is particularly important because a modulated signal can carry information and is more versatile for applications such as chemical and biological sensing. Some of today’s most promising terahertz technologies are based on small semiconductor transistor-like structures that are able to modulate a terahertz signal at room temperature, which is a significant advantage over earlier modulators that could only operate at extremely cold temperatures.
Unfortunately, these transistor-like devices rely on a thin layer of metal called a “metal gate” to tune the terahertz signal. This metal gate significantly reduces the signal strength and limits how much the signal can be modulated to a lackluster 30 percent. As reported in the AIP’s journal Applied Physics Letters, by replacing the metal gate with a single layer of graphene, the researchers have predicted that the modulation range can be significantly expanded to be in excess of 90 percent. This modulation is controlled by applying a voltage between the graphene and semiconductor. Unlike the metal gate modulator, the graphene design barely diminished the output power of the terahertz energy. Made up of a one-atom-thick sheet of carbon atoms, graphene boasts a host of amazing properties: it’s remarkably strong, a superb thermal insulator, a conductor of electricity, and now a better means to modulate terahertz radiation.
Article: “Unique prospects for graphene-based terahertz modulators” is accepted for publication in Applied Physics Letters.
Authors: Berardi Sensale-Rodriguez (1), Tian Fang (1), Rusen Yan (1), Michelle M. Kelly (1), Debdeep Jena (1), Lei Liu (1), and Huili (Grace) Xing (1).
(1) Department of Electrical Engineering, University of Notre Dame
Charles E. Blue | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.aip.org
Trennung von Blutzellen im Mikrofluss
24.05.2012 | Universität Augsburg
Nomads of the Galaxy
24.05.2012 | Kavli Foundation
Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.
Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.
„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...
Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.
Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.
Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...
Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.
Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.
Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...
Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen
Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...
Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.
Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.
Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...
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Energieversorger vor dem Umbruch
24.05.2012 | Studien Analysen
Stem-cell-growing surface enables bone repair
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Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit
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Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung
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Wissenschaft und Öffentlichkeit
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