Naujienos ir renginiai

Naujienos

2023. 05. 26 -

Plonesnis už plauką, galingas kaip lazeris: apie naują FTMC fizikų išradimą

Kvadratinės kvantinės supergardelės ir žmogaus plaukas, padėtas dešinėje. Dokt. Vladislavo Čižo / FTMC nuotrauka
FTMC Optoelektronikos skyriaus komanda užpatentavo išradimą, kuris vadinasi taip: „Plačiajuostę aukšto dažnio spinduliuotę generuojantis / stiprinantis įrenginys, naudojantis puslaidininkines supergardeles“. Kad toks įrenginys galimas sukurti, teoriškai buvo numanoma dar prieš 30 metų. Tačiau mūsų mokslininkai pirmieji pasaulyje tai įrodė praktiškai.
 
Išradimą patvirtino Lietuvos patentų biuras, pateikta paraiška ir Europos patentų tarnybai. Pastarasis procesas dėl biurokratinių įmantrybių gali užtrukti iki metų – o kol kas pasidomėkime, kokia tų supergardelių nauda.
 
Sustiprina signalą iki tūkstančio kartų
 
„Šio išradimo autoriai yra prof. Gintaras Valušis, dr. Kirill Alexeev, dr. Natalia Alexeeva, dr. Linas Minkevičius, dr. Dalius Seliuta... labai dideli žmonės. Ir aš“, – juokiasi Vladislovas Čižas, FTMC doktorantas, taip pat vienas iš išradimo autorių. Su išradimu susijusi ir pašnekovo doktorantūros tema.
 
Fizikas pasakoja, kad pastaruoju metu FTMC skiria dėmesį kvantinių puslaidininkinių prietaisų kūrimui, ir štai vienas iš tokios veiklos rezultatų: lietuviai įrodė, kad dalį elektromagnetinių bangų įmanoma skleisti ar sustiprinti nauju būdu – panaudojant kvantines supergardeles.
 
 
(Dokt. Vladislovas Čižas. FTMC nuotrauka)
 
„Mes galime pasirinkti labai platų dažnių ruožą pradedant nuo gigahercų (kas yra bevielis ryšys Wi-Fi, 5G, 6G ryšys ir t. t.), baigiant terahercais, kuriuos tyrinėja didžioji mūsų skyriaus dalis. O terahercus siekiama panaudoti kuriant saugos sistemas oro uostuose, medicininiams tyrimams ar sprogmenų aptikimui“, – sako Vladislovas.
 
Kvantinės supergardelės pasitarnauja kaip šių elektromagnetinių bangų šaltinis arba „stiprintuvas“. Kai kuriais atvejais šis išradimas padeda išgauti iki tūkstančio kartų stipresnį signalą nei įprastai! O kuo galingesnė spinduliuotė – tuo kokybiškesni bus atliekami moksliniai tyrimai.
 
„Ką galime padaryti? Reguliuodami pridedamą įtampą, išgauname skirtingą reikiamų dažnių sužadinimą, kuris yra labai galingas, netgi lyginamas su lazeriais. Taip pat turime daugiau galimybių pasirinkti, kokių dažnių elektromagnetines bangas norime generuoti. Lazeriai įprastai skleidžia paprastas bangas arba jų harmonikas (dažnis padaugintas iš dviejų, trijų ir t. t.). O su mūsų išradimu galime sužadinti ir vadinamuosius  trupmeninius dažnius – 5/3 dažnio ir t. t.
 
Tai dar labiau praplečia šių bangų taikymo galimybes“, – teigia FTMC tyrėjas.
 
V. Čižas siūlo įsivaizduoti paprastą bateriją: prie jos prijunkime supergardelę, paleiskime labai silpną žadinantį signalą – ir supergardelė jį sustiprins iki šimto ar tūkstančio kartų. Arba iš to signalo „sukurs“ minėtąją harmoniką bei trupmeninį dažnį.
 
„Tai yra dar vienas naujo tipo gigahercinių ir terahercinių bangų šaltinis, – paaiškina Vladislovas. – Kalbant apie terahercų šaltinius, yra problemų: jie arba silpni, arba brangūs. O mūsiškis yra palyginus pigus. Aišku, čia ne lemputę nusipirkti, bet išradimas balansuoja tarp mažos kainos ir ganėtinai aukštų galimybių.“
 
 
(Kvadratinės kvantinės supergardelės ir žmogaus plaukas, padėtas dešinėje. Dokt. Vladislavo Čižo / FTMC nuotrauka)
 
Čia jau prireiks mikroskopo
 
Na gerai, bet tai kaipgi tos supergardelės atrodo?
 
Kaip dažnai būna FTMC, turime kalbėti apie laaabai mažus dydžius. V. Čižas iš stalčiaus ištraukia pavyzdį – plika akimi galima įžiūrėti stačiakampio formos kristalą, kuris gal dešimt kartų mažesnis už matematikos sąsiuvinio langelį.
 
„Tai va, tame taškiuke yra penkiolika supergardelių“, – šypsosi mokslininkas. Pačios kvadratinės gardelės yra plonesnės už žmogaus plauką (Vladislovas specialiai mums visa tai nufotografavo su mikroskopu), o jos pagamintos iš galio arsenido kristalo. Tiksliau sakant, FTMC Optoelektronikos technologijų laboratorijoje šį kristalą užaugina dr. Renata Butkutė su komanda.
 
 
(Tiesiai virš mokslininko nykščio galime įžiūrėti mažytę „dėmelę“ – ant jos telpa 15 kvantinių supergardelių. FTMC nuotrauka)
 
Kalbant paprastai, supergardelės susideda iš mažyčių puslaidininkinių sluoksnių – kvantinių duobių bei labai siaurų barjerų aplink tas duobes. „Šitaip dėl kvantinių-mechaninių efektų, į duobę patekęs elektronas gali kiaurai prasiskverbti pro barjerą. Tai vadinama „tuneliavimu“.
 
Kadangi barjerai labai ploni, atsiranda toks reiškinys – „minijuosta“. Apie tai reikėtų daug aiškinti ir skaityti, bet svarbiausia, kad dėl tos minijuostos ir yra išgaunamas bangos stiprinimo efektas“, – sako FTMC doktorantas.
 
Apie šiuos tyrimus V. Čižas su kolegomis publikavo straipsnį prestižiniame fizikos žurnale „Physical Review Letters“. Dabar FTMC tyrėjų grupė siekia, kad jų išradimu susidomėtų mokslo įstaigos ir verslas visame pasaulyje.
 
Parengė Simonas Bendžius
 
Susiję:
crystal-ftmc-0fad2cb70510304d52401226cf77199a.png
2024. 11. 14 - Dr. D. Rytz paskaita. Fotonikos taikymams skirtų monokristalų auginimo ypatumai. Lapkričio 14 d., ketvirtadienį, 9:30 val., D401 salėje (Saulėtekio al. 3., Vilnius)
1900-1267-min-abc006bb1c92d2110b67619e1fc6d05c.jpg
2024. 11. 14 - 2024. 11. 29 PhD Entrepreneurship Course The training will take place over three days on 7, 14 and 29 November from 9am to 1pm, at FTMC, Saulėtekio al. 3, auditorium A101.
1900-1267-min-5321664a8fe7f9584f24df4eb5f84955.jpg
2024. 11. 14 - 2024. 11. 29 Doktorantų verslumo mokymai Mokymai vyks tris dienas: lapkričio 7, 14 ir 29 d., nuo 9 iki 13 val., FTMC Saulėtekio al. 3, A101 salėje.
064948337-00a9259e-8e4f-4ff4-8c70-321ee64effc3-ezgif.com-webp-to-jpg-converter-e9b1e885de965c793261f5ff1eee39fc.jpg
2024. 11. 08 - Didžiausioje praktinėje konferencijoje „Saugumo kodas“ – ir FTMC atstovai Apie fizinį, kibernetinį, ekonominį ir psichologinį saugumą – aiškiai bei suprantamai.