Ученые Сколтеха и Королевского технологического института KTH (Швеция) создали покрытие на основе углеродных нанотрубок, предназначенное для работы с терагерцовым излучением. Эта технология может найти применение в системах связи шестого поколения (6G), медицине и других областях.
Терагерцовый диапазон занимает промежуточное положение между инфракрасным излучением и микроволнами. В перспективе он может использоваться для сверхскоростной передачи данных в сетях 6G, а также для биомедицинской визуализации и зондирования.
Разработанный материал представляет собой сверхтонкую пленку черного цвета из однослойных углеродных нанотрубок. Ее наносят методом аэрозольного химического осаждения. Главная функция покрытия — поглощать электромагнитное излучение там, где его распространение не требуется. Это позволяет изолировать кремниевые волноводы, отвечающие за передачу сигналов внутри устройств, защищая их от внешних помех и предотвращая утечку сигнала.
Как сообщили в Сколтехе, в ходе экспериментов ученые протестировали пленки толщиной от 2 до 53 нанометров. Покрытия, приближающиеся к верхней границе этого диапазона, показали высокую эффективность: приборы не фиксировали утечку сигнала из волноводов.
По словам доцента Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Дмитрия Красникова, в предыдущих исследованиях подобные материалы использовались для создания компонентов вроде линз и антенн. В новой работе задача состояла в том, чтобы продемонстрировать возможность применения углеродных нанотрубок для управления электромагнитным излучением в двумерных интегральных схемах.
Директор Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Альберт Насибулин отметил, что ультратонкие покрытия можно относительно быстро синтезировать и интегрировать в фотонные схемы. Это, по его мнению, делает технологию перспективной для создания новых терагерцовых устройств.
Возможности экранирования излучения могут быть востребованы не только в телекоммуникациях. Например, такие материалы подходят для изоляции отдельных помещений или зданий от внешних сигналов. Еще одним потенциальным направлением является медицина, где терагерцовое излучение рассматривается как возможная альтернатива рентгену. В этом случае покрытия могут использоваться для защиты персонала, направляя излучение только на исследуемую область тела пациента.
Читайте также: «Разработка красноярских ученых обеспечит 99% территории России связью».