據(jù)外媒報道， 研究人員在一個裝置中利用了二維混合金屬鹵化物，可以對自旋電子方案產(chǎn)生的太赫茲輻射進行定向控制。 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之間的部分(即100GHz和10THz之間的頻率)，而且太赫茲技術已經(jīng)顯示出應用的前景，從更快的計算和通信到敏感的檢測設備。然而，由于其尺寸、成本和能量轉(zhuǎn)換效率低下，創(chuàng)建可靠的太赫茲設備一直是一個挑戰(zhàn)。

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

所述的二維混合金屬鹵化物是一種流行的、可在市場上買到的合成混合半導體：丁基銨鉛碘。自旋電子學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。

來自阿貢國家實驗室、北卡羅來納大學教堂山分校和奧克蘭大學的研究人員創(chuàng)造了一個裝置，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，反過來產(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。“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)射的方向可以通過修改激光脈沖的速度和磁場的方向來控制，這反過來又影響了磁子、光子和自旋的相互作用，使我們能夠進行方向控制。”

研究人員認為，這項工作可能是探索二維混合金屬鹵化物材料的第一步，一般來說，二維混合金屬鹵化物材料在其他自旋電子應用中可能有用。

研究人員說：“這里使用的基于二維混合金屬鹵化物的裝置更小，生產(chǎn)起來更經(jīng)濟，很堅固，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用的傳統(tǒng)半導體材料，后者需要復雜的沉積方法，更容易受到缺陷的影響。”

“我們希望我們的研究將為設計各種低維混合金屬鹵化物材料啟動一個有希望的試驗平臺，用于未來基于溶液的自旋電子和自旋光電子應用。”

關鍵詞： 二維混合金屬 鹵化物 太赫茲輻射 定向控制