Le dispositif hybride bidimensionnel aux halogénures métalliques permet de contrôler les émissions térahertz


spectre

Crédit photo : Pixabay / domaine public CC0

Les chercheurs ont utilisé des halogénures métalliques hybrides bidimensionnels dans un qui permet le contrôle directionnel du térahertz généré par un schéma spintronique. Le dispositif a une meilleure efficacité de signal que les générateurs térahertz conventionnels et est plus mince, plus léger et moins coûteux à fabriquer.

Le térahertz (THz) fait référence à la partie du spectre électromagnétique (c’est-à-dire les fréquences comprises entre 100 GHz et 10 THz) entre les micro-ondes et l’optique, et les technologies THz se sont révélées prometteuses pour des applications allant de l’informatique et des communications plus rapides équipements de détection sensibles sont suffisantes. Cependant, fabriquer des dispositifs THz fiables a été un défi en raison de leur taille, de leur coût et de leur inefficacité dans la conversion de l’énergie.

« Idéalement, les dispositifs THz du futur devraient être légers, peu coûteux et robustes, mais cela était difficile à réaliser avec les matériaux actuels », explique Dali Sun, professeur adjoint de physique à la North Carolina State University et co-auteur de l’article. « Dans ce travail, nous avons qu’un halogénure métallique hybride 2-D, qui est couramment utilisé dans les cellules solaires et les diodes, peut répondre à plusieurs de ces exigences en conjonction avec la spintronique. »

L’halogénure métallique hybride 2-D en question est un semi-conducteur hybride synthétique populaire et disponible dans le commerce : butylammonium-plomb-iode. La spintronique consiste à contrôler le spin d’un électron plutôt que d’utiliser simplement sa charge pour créer de l’énergie.

Sun et ses collègues des Argonne National Laboratories, de l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et de l’Université d’Oakland ont développé un dispositif qui recouvrait les halogénures métalliques hybrides 2-D avec un métal ferromagnétique, puis l’excitait avec un laser, créant un courant de spin ultrarapide le rayonnement THz généré à son tour.

L’équipe a découvert que non seulement le dispositif hybride 2-D aux halogénures métalliques surpassait les émetteurs THz plus gros, plus lourds et plus coûteux à fabriquer, mais que les propriétés de l’halogénure métallique hybride 2-D leur permettaient de définir la direction de la transmission THz.

« Les émetteurs térahertz traditionnels étaient basés sur un photocourant ultra-rapide », explique Sun. « Mais les générées par la spintronique créent une bande passante plus large de la fréquence THz, et la direction de l’émission THz peut être contrôlée en modifiant la vitesse de l’impulsion laser et la direction du champ magnétique, ce qui affecte à son tour l’interaction des magnons et photons, et tourne et nous permet de contrôler la direction. « 

Sun pense que ce travail pourrait être une première étape pour étudier les matériaux aux halogénures métalliques hybrides 2D en général comme potentiellement utiles pour d’autres applications spintroniques.

« Le dispositif hybride 2D à base d’halogénure métallique utilisé ici est plus petit et moins cher à fabriquer, est robuste et fonctionne bien même à des températures plus élevées », explique Sun. «Cela suggère que les matériaux aux halogénures métalliques hybrides 2-D peuvent s’avérer supérieurs aux matériaux semi-conducteurs conventionnels actuels pour les applications THz, qui nécessitent des approches de dépôt sophistiquées plus sujettes aux défauts.

« Nous espérons que nos recherches ouvriront un environnement de test prometteur pour le développement d’une variété de matériaux hybrides à halogénure métallique de faible dimension pour de futures applications spintroniques et optoélectroniques de spin basées sur des solutions. »

L’œuvre apparaît dans Communication nature.


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Plus d’information:
Kankan Cong et al., Contrôle cohérent des émissions térahertz spintroniques asymétriques des halogénures métalliques hybrides bidimensionnels, Communication nature (2021). DOI : 10.1038 / s41467-021-26011-6

Fourni par l’Université d’État de Caroline du Nord

Citation: Un dispositif hybride aux halogénures métalliques permet de contrôler les émissions térahertz (2021, 2 octobre), consulté le 2 octobre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-10-two-dimensional-hybrid-metal -halide -dispositif. html

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