الملخص
في هذا المشروع البحثي، أنشأنا / صممنا من الصفر إعدادًا تجريبيًا جديدًا لإشعاع التيرا هيرتز ويشار الى هذا الاشعاع بــ THz تقنية مقياس الطيف ? Spectrometer في قسم الفيزياء - جامعة الملك خالد - كمرحلة أولى من هذا المشروع ويعتمد هذا الإعداد التجريبي الجديد على مخطط لـ هوائي موصل ضوئي (Photoconductive Antenna) ويٌعرف بالاختصار (PCA) لتوليد اشعة الـ THz ورصدها. _x000D_
هذا الإعداد الرائد هو الأول من نوعه في المملكة العربية السعودية والمناطق المحيطة بها، وبالتالي فهو يفتح مجالًا جديدًا للبحث العلمي ليس فقط في جامعة الملك خالد، ولكن في المملكة العربية السعودية بأكملها والمناطق المحيطة بها._x000D_
من أجل الحصول على نتائج تجريبية موثوقة من الإعداد التجريبي الجديد لإشعاع الـ THz، قمنا بتنفيذ إجراءات التوصيف لهذا الإعداد التجريبي من خلال هذا التوصيف، يتم قياس المعاملات المميزة التالية: الشكل الموجي الزمني لنبضة إشعاع الـ THz غير المتماثل، وعرض نبضة إشعاع الـ THz البالغ حوالي ps0.37 وحجم بقعة إشعاع الـ THz البالغ mm4 تقريبًا ، وعرض النطاق الترددي الطيفي للإشعاع الـ THz يمتد حتى THz4.2 ، والنسبة بين الإشارة إلى الضوضاء (Signal-to-Noise Ratio) تساوي ~ 10^2 في السعة. علاوة على ذلك، تم تأكيد اعتماد إشارة إشعاع الـ THz على ضخ طاقة الليزر وجهد التحيز والمعاملات التي يوفرها الإعداد التجريبي لأشعة الـ THz الخاص بنا متوافقة مع المعايير العالمية النموذجية للإعدادات التجريبية للإشعاع الـ THz المستخدمة بشكل شائع في المجتمع العلمي للـ THz._x000D_
بعد التأكد من أن الإعداد التجريبي لإشعاع الـ THz يقدم معاملات ممتازة، فقد انتقلنا إلى الاختبار والتحقق من صحة هذا الإعداد التجريبي ولقد أجرينا مجموعتين من القياسات التجريبية باستخدام التحليل الطيفي للمجال الزمني Time Domain Spectroscopy (THz-TDS) عبر الإعداد التجريبي الجديد لدينا لاستخراج الخصائص البصرية والخصائص العازلة للكهرباء للعينات السميكة وهي (زجاج الـ BK7 ، والكوارتز، والياقوت) وعينات رفيعة السُمك (ثاني أكسيد الفناديوم(VO2) وأكسيد نيكل السماريوم (SmNiO3 - SNO) في منطقة ترددات الـ THz._x000D_
من نتائجنا التجريبية للعينات السميكة، استخرجنا معاملات الامتصاص ومعاملات الانكسار المركبة، وثوابت العزل الكهربائي المركبة، في منطقة ترددات الـ THz عند ~ 1 THz _x000D_
زجاج الـ BK7 (n =2.54 , k = 0.14 , ? = 85 cm-1, ?_r = 6.5, ?_i= 1.1)_x000D_
والكوارتز (n =1.97 , k = 0.01 , ? =4 cm-1, ?_r = 3.8, ?_i = 0.07)_x000D_
والياقوت (n =3.10 , k = 0.008 , ? = 6 cm-1, ?_r = 9.7, ?_i = 0.09 )_x000D_
_x000D_
تم قياس عرض النطاق الترددي الطيفي الموثوق لـ THz للزجاج BK7 والكوارتز والياقوت ليكون ~ 1.2 THz و ~ 3.45 THz و ~ 4.3 THz على التوالي وتكشف نتائجنا التي تم الحصول عليها تجريبياً أن عينة الياقوت تظهر أداءً فائقًا في منطقة ترددات الـ THz مقارنةً بالكوارتز وزجاج BK7 ومن ناحية أخرى، بالنسبة للعينات رقيقة السُمك، قمنا باستخراج بعض المعاملات المذكورة أعلاه جنبًا إلى جنب مع الموصلية المركبة في منطقة ترددات الـ THz، عند ~ 1 THz، للأغشية الرقيقة لمادة الـ VO2 المودعة على صفيحة الركيزة للكوارتز على النحو التالي:_x000D_
n = 43, k = 11, ?_r = 1728, ?_i = 950, ?_r = ?4.3?10?^3 (??cm)?^(-1), and ?_i=111_x000D_
_x000D_
يُظهر الغشاء الرقيق لمادة الـ VO2 عند 100 درجة مئوية سلوك نموذج دراود-سميث Drude-Smith وملاءمته لأطياف التوصيل المركبة باستخدام فقد كشف ديناميكيات حاملات/ناقلات الشحنة وخصائص الغشاء الرقيق في منطقة تردد الـ THz ومن التركيب استخرجنا المعاملات التالية: _x000D_
وقت تشتت الموجات لحاملات/ناقلات الشحنة، ?_o~ 9.89 fs وتردد البلازما ?_p ~ 429 THz والتشتت العكسي لحاملات/ناقلات الشحنة ممثلة بالمعامل C= - 0.30وكثافة الموجات لحاملات الشحنة N ~ 11.63 ??10?^19 ?cm?^(-3)._x000D_
