.Metamaterial Soaks up Photons for Speedy Graphene
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.Metamaterial Soaks up Photons for Speedy Graphene
빠른 그래핀을 위해 광자를 흡수하는 메타물질
-그래핀의 눈부신 특성의 긴 목록 중 하나는 들어오는 빛에 대한 매우 빠른 반응으로, 인터넷 대역폭에 대한 계속 증가하는 수요를 충족할 수 있는 새로운 종류의 초고속 광검출기로 이어질 가능성이 있습니다. 그러나 단 하나의 원자 두께의 단일 탄소 시트로 구성된 그래핀의 매우 얇은 두께는 빛을 잘 흡수하지 못하여 일반적으로 레이저 빔 에너지의 약 2%만 사용한다는 것을 의미합니다.
이제 스위스의 과학자들은 그래핀을 맞춤형 적외선 흡수체(작은 금 안테나 배열로 구성된 메타물질)와 통합함으로써 결국 그래핀의 번개 속도가 어떻게 활용될 수 있는지를 보여주었다고 말합니다(Science, doi: 10.1126/science.adg8017).게 시 날짜: 2023년 6월 28일.
연구원들은 근적외선 스펙트럼의 넓은 부분에 걸쳐 균일한 주파수 응답과 결합된 500GHz의 세계 기록적인 광검출 대역폭을 시연했다고 합니다. 장치의 전체 흡수율은 여전히 상당히 낮지만, 추가 설계 최적화와 결합된 높은 입력 전력을 처리할 수 있는 능력이 차세대 그래핀 기반 광검출기를 가능하게 할 수 있다고 생각합니다. 금 기반 메타 물질 지금까지 그래핀 기반 광검출기를 개발하는 많은 연구자들은 광자 집적 회로 내에 장치를 통합하여 재료의 열악한 흡수를 극복하기 위해 노력했습니다. 이 접근법은 넓은 스펙트럼 범위에 걸쳐 속도와 적용 가능성이라는 장점이 있습니다.
그러나 이 범위는 회로의 구조를 변경해야만 전체적으로 액세스할 수 있습니다. 흡수 문제에 대한 해결책을 위해 ETH Zurich의 Stefan Koepfli, Juerg Leuthold 및 동료들은 자유 공간에서 단일 모드 광섬유로 조명되는 금 기반 메타 물질을 찾습니다. 흡수 문제에 대한 해결책을 위해 ETH Zurich의 Stefan Koepfli, Juerg Leuthold 및 동료들은 자유 공간에서 단일 모드 광섬유로 조명되는 금 기반 메타 물질을 찾습니다. 그들의 장치는 5개의 층을 가지고 있으며, 가장 낮은 2개의 층은 금 반사 백플레인과 산화알루미늄으로 만든 스페이서로 구성됩니다.
그 위에는 메타물질이 부착된 단일 그래핀 층이 있고, 장치를 덮기 위해 산화알루미늄 패시베이션 층이 뒤따릅니다. 메타물질은 약 250nm 길이의 쌍극자 안테나의 10×10 배열로 구성되며, 좁은 금선의 주기적 확장으로 제작되고 1μm 간격으로 배치됩니다. 안테나는 근처에 전자기 핫스팟을 생성하여 적외선의 전기장에 반응하며 에너지의 일부는 그래핀에 의해 흡수됩니다. (이 프로세스는 금과 은 접점이 번갈아 생성되는 n형 및 p형 도핑에 의해 활성화됩니다.) 강력한 신호, 높은 비트 전송률 장치의 응답 속도를 테스트하기 위해 Koepfli와 동료들은 2~500GHz 주파수의 레이저 비트를 장치에 적용했습니다. 장치는 전체 범위에 걸쳐 강력한 신호를 생성하여 -3dB 이상으로 일관되게 유지했으며 범위의 상단은 광검출기의 가장 높은 대역폭에 해당합니다. 그들은 또한 레이저 펄스 진폭의 이진 변조를 사용하여 132Gbit/s를 측정하는 다른 그래핀 검출기보다 높은 비트 전송률을 기록했습니다.
높은 전력에 대한 이러한 허용 오차는 결과적으로 생성된 더 큰 절대 전류를 고려할 때 낮은 응답성을 부분적으로 보상해야 한다고 연구자들은 주장합니다. 메타물질의 예외적인 흡수에도 불구하고 ETH 팀은 낮은 응답성(전류 출력 대 광 출력의 비율)이 0.75mA/W에 불과하다고 기록했습니다. 이는 장치가 생성하는 각 전자-정공 쌍에 대해 약 1000개의 광자가 필요하다는 것을 의미하며, 최첨단 포토다이오드의 경우 쌍당 10개의 광자가 필요합니다.
그러나 연구원들은 전류와 전력 사이의 관계가 최대 200mW까지 선형으로 유지되며 유사한 장치의 파괴 테스트에서 1W 미만의 손상이 없음을 지적합니다. 높은 전력에 대한 이러한 허용 오차는 결과적으로 생성된 더 큰 절대 전류를 고려할 때 낮은 응답성을 부분적으로 보상해야 한다고 연구자들은 주장합니다. 어쨌든, 그들은 자유 공간에서 조명된 그래핀 광검출기의 이전 시연이 응답성을 높일 수 있는 잠재력을 보여준다고 말합니다. 캐리어 증배 또는 박리된 다층 그래핀을 기반으로 하는 장치는 이미 광학적 향상(예: 메타물질 사용) 없이 더 높은 응답성을 달성했습니다.
깔끔한 디자인
또한 Koepfli와 동료들은 그들의 장치가 200nm 폭의 스펙트럼 대역과 1400~4200nm 이상의 중심 파장에 걸쳐 평탄한 응답으로 뛰어난 스펙트럼 특성을 가지고 있음을 발견했습니다. 연구원들은 그래핀 장치가 다른 많은 장점을 가지고 있다고 덧붙입니다. 우선 금속, 절연체, 그래핀, 금속 및 절연체의 비교적 단순한 5층 적층은 거의 모든 종류의 기판과 호환 가능하다고 그들은 말합니다. 그들은 또한 냉각이나 진공 조건 없이 대부분의 이전 그래핀 검출기의 결과와 달리 결과를 얻었고 CMOS 기술과 호환되는 게이트 전압
을 사용했다는 점에 주목했습니다. 연구원들은 현재 더 높은 반응성을 가진 광검출기를 위해 연구하고 있지만 이 단계에서 새로운 작업에 대한 세부 사항을 제공하고 싶지 않다고 말했습니다.
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메모 2307051909 나의 사고실험 oms 스토리텔링
샘플링 oms.unit는 입사광 수평평면 xyz에 출력광은 수직 평면 xy과 zz'가 생기는 입방체가 나타난다. 이로써 샘플링 oss.base가 실제로는 시공간을 나타내는 우주적인 모습임을 입증된다.
-One of graphene's long list of dazzling properties is its extremely fast response to incoming light, which has the potential to lead to a new class of ultrafast photodetectors that can meet the ever-increasing demand for internet bandwidth. However, the extremely thin thickness of graphene, which consists of a single sheet of carbon only one atom thick, does not absorb light very well, meaning that it typically uses only about 2% of the energy of a laser beam.
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memo 2307051909 my thought experiment oms storytelling
Sampling oms.unit shows a cube where the horizontal plane xyz of the incident light and the vertical plane xy and zz' of the output light are formed. This proves that the sampling oss.base is actually a cosmic figure representing space-time.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sampleb. qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample b.poms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.Unexpected Chemical Detectives: ALMA’s Surprise Discovery Aids Protoplanet Search
예상치 못한 화학 탐정: ALMA의 놀라운 발견으로 원형 행성 검색 지원
주제:알마천문학외계행성국립전파천문대 국립 전파천문대 2023년 7월 4일 원시행성의 화학적 증거 별자리 궁수자리에 위치한 어린 별 HD 169142는 먼지가 많고 가스가 풍부한 원형 행성 원반에 박힌 거대한 원형 행성의 주인입니다. 이 예술가의 개념은 목성과 같은 행성이 근처의 분자 가스와 상호 작용하고 가열하여 SO 및 SiS와 같은 충격 추적 분자 및 일반적으로 볼 수 있는 12CO 및 13CO를 포함하여 여러 방출 라인에서 볼 수 있는 유출을 유도하는 것을 보여줍니다. 크레딧: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), M. Weiss(NRAO/AUI/NSF) ALMA 천문대를 사용하여 젊은 별 HD 169142 주변의 원형 행성 원반을 연구하는 과학자들은 원형 행성의 강력한 화학적 증거를 발견하여 이러한 천체를 탐지하고 연구하는 새로운 방법을 제공했습니다. 거대 가스 원시행성을 나타내는 일황화규소의 검출은 원시행성 화학에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
어린 별 주변의 원시행성 원반을 연구하기 위해 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 사용하는 과학자들이 원시행성 형성에 대한 현재까지 가장 강력한 화학적 증거를 발견했습니다. 이 발견은 천문학자들에게 직접적인 관찰이나 영상화가 불가능할 때 원형 행성을 탐지하고 특성화하는 대체 방법을 제공할 것입니다. 결과는 The Astrophysical Journal Letters 의 차기호에 실릴 예정입니다 . HD 169142는 궁수자리에 위치한 어린 별로, 거의 정면에서 볼 수 있는 크고 먼지와 가스가 풍부한 항성 주위 원반의 존재로 인해 천문학자들에게 상당한 관심을 받고 있습니다. 지난 10년 동안 여러 원형 행성 후보가 확인되었으며 올해 초 Liège 대학과 Monash 대학의 과학자들은 그러한 후보 중 하나인 HD 169142 b가 사실 거대한 목성 과 유사한 원형 행성임을 확인했습니다 .
국립과학재단(National Science Foundation)의 NRAO(National Radio Astronomy Observatory)가 회원으로 있는 국제 협력 기관인 ALMA(National Science Foundation's National Radio Astronomy Observatory)의 기록 데이터에 대한 새로운 분석에서 밝혀진 발견은 이제 과학자들이 원형 행성을 더 쉽게 탐지, 확인 및 궁극적으로 특성화할 수 있게 만들 수 있습니다. 젊은 별 주위에 형성됩니다. "우리가 HD 169142와 그 원반을 1밀리미터 이하의 파장으로 조사했을 때, 우리는 최근에 확인된 이 거대 가스 거대 원형 행성의 몇 가지 강력한 화학적 특징을 확인했습니다."라고 천체물리학 센터의 천문학자 Charles Law | Harvard & Smithsonian, 그리고 새로운 연구의 주 저자.
"우리는 이제 젊은 별 주변의 원반에서 어떤 종류의 행성이 형성되고 있는지 알아내기 위해 화학적 신호를 사용할 수 있다는 것을 확인했습니다." 연구팀은 HD 169142 b 거대 원형 행성의 존재가 감지 가능한 화학적 신호를 동반할 가능성이 있다고 믿었고 그들이 옳았기 때문에 HD 169142 시스템에 집중했습니다. Law의 팀은 일산화탄소( 12 CO와 그 동위원소 13 CO 모두)와 일산화황(SO)을 검출했는데, 이는 이전에 검출되었으며 다른 원반에 있는 원형 행성과 관련이 있는 것으로 생각되었습니다. 그러나 처음으로 팀은 실리콘 모노설파이드(SiS)도 감지했습니다.
이는 ALMA에서 SiS 방출을 감지할 수 있으려면 높은 속도로 이동하는 가스로 인해 발생하는 대규모 충격파로 인근 먼지 알갱이에서 실리케이트가 방출되어야 하기 때문에 놀라운 일이었습니다. "SiS는 거대 원시행성 근처는 말할 것도 없고 원시행성 원반에서 이전에 본 적이 없는 분자였습니다."라고 Law는 말했습니다.
"SiS 방출 감지는 이 원시 행성이 주변 가스에서 강력한 충격파를 생성해야 함을 의미하기 때문에 우리에게 나타났습니다." 젊은 원시 행성을 탐지하기 위한 이 새로운 화학적 접근 방식을 통해 과학자들은 우주에 대한 새로운 창을 열고 외계 행성에 대한 이해를 심화시킬 수 있습니다. 프로토플래닛, 특히 HD 169142 시스템과 같이 부모의 항성 주위 디스크에 여전히 내장되어 있는 프로토플래닛은 알려진 외계 행성 인구와 직접 연결을 제공합니다. "외행성에는 엄청난 다양성이 있으며 ALMA로 관찰된 화학적 서명을 사용함으로써 시간이 지남에 따라 서로 다른 원형 행성이 어떻게 발전하고 궁극적으로 그들의 속성을 외계 행성 시스템의 속성과 연결하는지 이해하는 새로운 방법을 제공합니다."라고 Law는 말했습니다.
“ALMA와 함께 행성 사냥을 위한 새로운 도구를 제공하는 것 외에도, 이 발견은 우리가 이전에 본 적이 없는 많은 흥미로운 화학을 열어줍니다. 젊은 별 주변의 더 많은 원반을 계속 조사함에 따라 SiS와 같이 흥미롭지만 예상치 못한 다른 분자를 필연적으로 발견하게 될 것입니다. 이와 같은 발견은 우리가 원형 행성 환경과 관련된 진정한 화학적 다양성의 표면을 긁어내고 있을 뿐이라는 것을 의미합니다.”
참조: "SO and SiS Emission Tracing an Embedded Planet and Compact 12 CO and 13 CO Counterparts in the HD 169142 Disk" by Charles J. Law, Alice S. Booth, Karin I. Öberg, Accepted, The Astrophysical Journal Letters . arXiv:2306.13710 NRAO(National Radio Astronomy Observatory)는 Associated Universities, Inc.의 협력 계약에 따라 운영되는 NSF(National Science Foundation)의 주요 시설입니다
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메모 2307052115 나의 사고실험 oms 스토리텔링
랩터 로켓 엔진은 스페이스X가 개발중인 우주발사체 엔진이다. 스페이스X의 우주발사체는 팰컨 9이 유명한데, 추력 90톤 멀린 로켓 엔진을 사용한다. 랩터는 추력 200톤이다. 가스발생기 보다 연료효율이 좋은 다단연소 엔진이다.
추력 200만톤의 완벽하게 작동하는 로켓을 만들 수 없을까? 답은 '화학적 oms.process가 존재해야 한다'는 점이다. 황당하다고? 그렇지 않다. 소행성이나 행성들이 정확한 궤도이동 등이 어떻게 고속으로 움직이는지 알면 나의 주장은 매우 상식적 수준이 된다. 블랙홀과 초신성 엔진도 물리보다 화학적 반응이 더 많은 비율를 가졌다.
로켓엔진보다 더 화학적 정밀성을 가진 외계행성의 움직임에서 예상치 못한 다른 분자를 필연적으로 발견하게 된다. 이를 정밀하게 추적하려면 샘플링 oms의 개념증명을 활용해야 한다.
-"There is tremendous diversity in exoplanets, and using the chemical signatures observed with ALMA provides a new way to understand how different protoplanets develop over time and ultimately connect their properties to those of exoplanets systems. .” said Law. “In addition to providing a new tool for planet hunting with ALMA, this discovery opens up many exciting chemistries we've never seen before. As we continue to probe more disks around young stars, we will inevitably discover other interesting but unexpected molecules such as SiS. Findings like these mean we are only scratching the surface of the true chemical diversity associated with protoplanetary environments.”
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memo 2307052115 my thought experiment oms storytelling
The Raptor rocket engine is a space launch vehicle engine being developed by SpaceX. SpaceX's space launch vehicle is famous for its Falcon 9, which uses a Merlin rocket engine with a thrust of 90 tons. The Raptor has a thrust of 200 tons. It is a multi-stage combustion engine with better fuel efficiency than a gas generator.
Couldn't we build a fully functioning rocket with a thrust of 2 million tons? The answer is that a chemical oms.process must exist. absurd? Not like that. If you know how asteroids or planets move at high speeds with precise orbital movement, my argument becomes very common sense. Black holes and supernova engines also had a greater proportion of chemical reactions than physics.
Other unexpected molecules are inevitably discovered in the motions of exoplanets with more chemical precision than rocket engines. To keep track of this precisely, we need to utilize the proof-of-concept of sampling oms.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
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e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
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a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sampleb. qoms (standard)
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Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
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bddbcbdca
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