據(jù)外媒報(bào)道， 研究人員在一個(gè)裝置中利用了二維混合金屬鹵化物，可以對(duì)自旋電子方案產(chǎn)生的太赫茲輻射進(jìn)行定向控制。 該裝置比傳統(tǒng)的太赫茲發(fā)生器具有更好的信號(hào)效率，而且更薄、更輕、生產(chǎn)成本更低。

太赫茲(THz)指的是電磁波譜中介于微波和光學(xué)之間的部分(即100GHz和10THz之間的頻率)，而且太赫茲技術(shù)已經(jīng)顯示出應(yīng)用的前景，從更快的計(jì)算和通信到敏感的檢測(cè)設(shè)備。然而，由于其尺寸、成本和能量轉(zhuǎn)換效率低下，創(chuàng)建可靠的太赫茲設(shè)備一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。

北卡羅來(lái)納州立大學(xué)物理學(xué)副教授、該研究的共同通訊作者Dali Sun說(shuō)：“理想情況下，未來(lái)的太赫茲設(shè)備應(yīng)該是輕質(zhì)、低成本和堅(jiān)固的，但目前的材料已經(jīng)很難實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在這項(xiàng)工作中，我們發(fā)現(xiàn)一種常用于太陽(yáng)能電池和二極管的二維混合金屬鹵化物，與自旋電子學(xué)相結(jié)合，可能滿足其中的幾個(gè)要求。”

所述的二維混合金屬鹵化物是一種流行的、可在市場(chǎng)上買(mǎi)到的合成混合半導(dǎo)體：丁基銨鉛碘。自旋電子學(xué)指的是控制電子的自旋，而不僅僅是利用其電荷，以創(chuàng)造能量。

來(lái)自阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校和奧克蘭大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一個(gè)裝置，將二維混合金屬鹵化物與鐵磁性金屬分層，然后用激光激發(fā)它，創(chuàng)造出超快自旋電流，反過(guò)來(lái)產(chǎn)生太赫茲輻射。

研究小組發(fā)現(xiàn)，二維混合金屬鹵化物裝置不僅比目前使用的更大、更重、更昂貴的太赫茲發(fā)射器更出色，他們還發(fā)現(xiàn)，二維混合金屬鹵化物的特性使他們能夠控制太赫茲傳輸?shù)姆较颉?/p>

“傳統(tǒng)的太赫茲發(fā)射器是基于超快的光電流，”研究人員說(shuō)。“但是自旋電子產(chǎn)生的發(fā)射產(chǎn)生了更寬的太赫茲頻率帶寬，而且太赫茲發(fā)射的方向可以通過(guò)修改激光脈沖的速度和磁場(chǎng)的方向來(lái)控制，這反過(guò)來(lái)又影響了磁子、光子和自旋的相互作用，使我們能夠進(jìn)行方向控制。”

研究人員認(rèn)為，這項(xiàng)工作可能是探索二維混合金屬鹵化物材料的第一步，一般來(lái)說(shuō)，二維混合金屬鹵化物材料在其他自旋電子應(yīng)用中可能有用。

研究人員說(shuō)：“這里使用的基于二維混合金屬鹵化物的裝置更小，生產(chǎn)起來(lái)更經(jīng)濟(jì)，很堅(jiān)固，在更高的溫度下工作得很好。這表明二維混合金屬鹵化物材料可能被證明優(yōu)于目前用于太赫茲應(yīng)用的傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料，后者需要復(fù)雜的沉積方法，更容易受到缺陷的影響。”

“我們希望我們的研究將為設(shè)計(jì)各種低維混合金屬鹵化物材料啟動(dòng)一個(gè)有希望的試驗(yàn)平臺(tái)，用于未來(lái)基于溶液的自旋電子和自旋光電子應(yīng)用。”

關(guān)鍵詞： 二維混合金屬 鹵化物 太赫茲輻射 定向控制