来源:东北大学(Tohoku University);电子科技大学太赫兹科学技术研究中心 王镜惠 编译
世界各地的研究人员正在对太赫兹波进行深入的研究,试图了解“太赫兹空隙”。太赫兹波有一个特定的频率,它们介于微波和红外光之间。这一范围被称为“空隙”,因为对这些波仍有许多未知之处。
事实上,直到最近,研究人员才能够开发出产生它们的技术。日本东北大学的研究人员让我们更接近于理解这些波,并填补了这一知识空白。
材料科学高等研究所(WPI-AIMR)和工程研究生院的研究人员发现了一种新的磁性材料,其产生的太赫兹波的强度大约是典型磁性材料的四倍。
利用太赫兹波的独有特性,这项技术有望在成像、医疗诊断、安全检查、生物技术等多种产业领域得到应用。
助理教授Ruma Mandal(WPI-AIMR)解释说:“太赫兹波的光子能量很低,而且与X射线不同,它不会发出电离辐射。因此,如果将它们用于患者成像或显微镜,它们对组织或样本的损害可能会更小。”
考虑到这些应用,日本东北大学的一组研究人员致力于开发一种高效、紧凑、坚固和成本效益高的太赫兹波发射器。韦尔磁体--一种拓扑材料--已被证明能产生巨大的反常霍尔效应,这使得它们适合产生太赫兹波。
在这项现已发表于《NPG亚洲材料》上的研究中,制备了由钴-锰-镓-Heusler合金制成的韦尔磁体的单晶薄膜样品,并在不同的条件下进行了研究。
研究发现,韦尔磁体特有的拓扑电子结构产生的巨大反常霍尔效应增强了光诱导太赫兹波。这一成果将加深我们对光和自旋在韦尔磁体中相互作用的理解。
Shigemi Mizukami教授说:“尽管产生的太赫兹波的强度仍然低于迄今为止开发的自旋激励太赫兹发射器,但这种结构更简单,不再需要昂贵的重金属,如铂。”
Mandal和他的同事通过实验证明了这种磁性材料产生太赫兹波的能力,因此它可以用于自旋电子器件和其他重要应用。在一个新兴领域的这样一项发现可能会塑造下一代技术的未来。