Физики из Вюрцбурга создали мазер на основе карбида кремния, работающий при комнатной температуре
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Команда физиков из Вюрцбургского университета разработала мазер на основе карбида кремния, способный непрерывно работать при комнатной температуре. Устройство, описанное в журнале Nature Communications, может служить источником и малошумящим усилителем микроволнового излучения, что открывает путь к практическому применению в связи и сенсорах.
Платформа карбида кремния
Мазер построен на кристалле карбида кремния, в котором удалены отдельные атомы кремния, создавая дефекты с четкими квантовыми спиновыми состояниями. Эти спины возбуждаются светом и начинают излучать или усиливать микроволны. Карбид кремния широко применяется в силовой электронике, что облегчает будущую интеграцию мазеров в микрочипы.
Непрерывная работа при комнатной температуре
Для достижения непрерывной работы при температуре выше комнатной команда создала резонатор с высокой добротностью, который позволяет наращивать только нужную микроволновую частоту. Оптимизация спиновой системы и конструкции резонатора устранила необходимость в криогенном охлаждении. В результате устройство стабильно функционирует при температурах выше 20°C.
Малошумящее усиление и перспективы
Первые эксперименты показали, что мазер способен работать как малошумящий усилитель слабых сигналов, что востребовано в квантовых вычислениях, дальней космической связи и радарах. Моделирование подтвердило характеристики усиления, близкие к теоретическим пределам. Совместимость с кремниевыми технологиями открывает путь к массовому производству.
Что дальше
В ближайшее время группа сосредоточится на миниатюризации мазера до размеров чипа и испытаниях в реальных линиях связи. Пока неясно, насколько быстро технология сможет составить конкуренцию традиционным микроволновым источникам, но использование карбида кремния может ускорить коммерциализацию.
1 источник
Физики из Вюрцбурга создали мазер на основе карбида кремния, работающий при комнатной температуре
