来源：电子科技大学太赫兹科学技术研究中心、太赫兹科学技术战略研究基地、太赫兹研发网、《太赫兹科学与技术》国际在线期刊 杨平

    日月其迈，时盛岁新。悄然间，2024年的进度条已滑至终点。站在此刻，回望2024年的365个日夜，我们共同见证了这一年太赫兹科技在全球范围内取得的成就与发展。在基础研究方面，科学家们对太赫兹波的产生、调控及探测技术进行了深入探索，研发出更高效率、更加稳定的太赫兹源；在应用领域，太赫兹成像技术在生物医学、材料科学、航空航天、国家安全等领域展现出巨大潜力；此外太赫兹通信作为6G通信的关键技术之一，其高速率、大容量的特点也得到了业界广泛关注和深度研发。

    每一次回望，都是对过往的致敬，对未来的期许。回首 2024，有感动、有收获、有机遇、 有挑战。在此岁末年尾之际，太赫兹研发网撷取领域内若干科研进展与突破，与大家一同分享这些令人欣喜的太赫兹时刻，共同期待更加美好的未来。

    1、气凝胶可能成为未来太赫兹技术的关键
    瑞典林雪平大学的研究人员在Advanced Science上发表的一项研究表明，太赫兹光通过由纤维素和导电聚合物制成的气凝胶的传输是可以调节的。这是开启太赫兹波更多应用的重要一步。研究人员已经开发出一种材料，其对太赫兹信号的吸收可以通过氧化还原反应来打开和关闭。这种材料是气凝胶，是世界上最轻的固体材料之一。这就像一个可调节的太赫兹光过滤器。在一种状态下，电磁信号不会被吸收，而在另一种状态下，电磁信号可以被吸收。这种特性为医学成像、通信等领域带来新的应用可能。

    2、太赫兹焦平面阵列：实时超分辨率成像的科技巅峰
    加州大学洛杉矶分校（UCLA）教授Mona Jarrahi和Aydogan Ozcan领导的研究小组最近推出了一项太赫兹技术的创新——等离子体光电导太赫兹焦平面阵列（THz-FPA），不仅解决了长期以来的成像速度问题，还提供了丰富的、高质量的太赫兹信息。这一研究成果已发表于Nature Photonics
    该阵列采用分布式等离子体纳米天线架构，具有更高的光学填充因子，有效提高了太赫兹探测效率。总共30万个等离子体纳米天线被集成到单个芯片上，这些天线的设计旨在增强光载流子和太赫兹波之间的相互作用，实现在每个像素内的高灵敏度太赫兹检测。
    该团队计划将THz-FPA成像系统应用于生产线，进一步提高各种产品生产中的效率和安全性，为太赫兹技术的广泛应用打开了新的可能性。

    3、上海光机所在太赫兹波导级联电子加速方面获进展
    中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室，在太赫兹驱动的波导加速领域取得了新进展。该研究提出了基于中空金属管的级联加速方案，证实了“桌面化”的百MeV级高能电子加速器可行性。可将传统加速器的尺寸从千米级降低到米级，有望为紧凑且高效的太赫兹驱动电子源铺平道路。相关研究成果以Hollow metal tubes for efficient electron manipulation using terahertz surface waves为题，发表在Optics Express上。

    4、电子科技大学研制的“太赫兹高性能单片射频器件及集成”入选“四川十大技术创新成果”
    2月23日，电子科技大学研制的“太赫兹高性能单片射频器件及集成”入选“四川十大技术创新成果”。
    太赫兹高性能单片射频器件是太赫兹通信系统的“芯”脏，其发展制约了我国太赫兹通信技术的发展和应用。电子科技大学与中电科13所形成的联合项目组经过十余年攻关，通过将人工微结构与电路相结合的超构芯片设计新思想，建立了从太赫兹超构芯片、单片射频器件、集成工艺到系统研制的自主知识产权技术体系，研制出系列太赫兹高性能超构单片射频器件和高速通信系统。
    该成果已经应用在第31届世界大学生夏季运动会，首次实现了8K无压缩田径赛事高清视频传输的示范应用。同时，该成果也应用在多项国家重大、重点项目中，对我国太赫兹技术的发展起到了重要的推动作用。

    5、中国科学院上海微系统所在太赫兹半导体双光梳杂化锁定方面取得进展
    中国科学院上海微系统与信息技术研究所黎华研究员领衔的太赫兹光子学研究团队与华东师范大学曾和平教授、日本东京农工大学张亚副教授合作，在太赫兹（THz）双光梳杂化锁定方面取得研究进展。相关成果发表在ACS Photonics，并被遴选为封面论文。
    高稳定THz半导体双光梳在精密测量、传感、通信等领域具有重要应用。上海微系统所太赫兹光子学研究团队在前期的工作中，基于半导体量子级联激光器，实现了自探测THz QCL双光梳与片上双光梳；并进一步采用微波双注入、锁相环、自参考等方法，不断提升了THz QCL双光梳光源的长时稳定性。

    6、电子科技大学电子科学与工程学院毫米波技术与系统应用实验室在ISSCC上发表太赫兹相控阵芯片研究成果
    电子科技大学电子科学与工程学院毫米波技术与系统应用实验室樊勇教授团队，在2024年度集成电路设计领域最高级别国际会议International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)上发表了关于太赫兹相控阵芯片的最新研究成果“A Scalable 134-to-141GHz 16-Element CMOS 2D λ/2-Spaced Phased Array”，该论文入选本次大会Highlight论文。
    这项工作重点研发了一种2D可拓展的半波长布局的D波段太赫兹相控阵芯片。创新提出了行波 LO/IF 分配网络实现相控阵的2D扩展；采用亚采样三倍器和中频波束形成来提高效率；通过具有三重谐振的片上天线缩减面积占用，实现半波长布局，64通道阵列尺寸仅为8.42 x 8.42mm²。该相控阵已在室内10米距离实现了14Gbit/s的数据传输，波束扫描角度可达±60°，扫描精度为10位。该通信实验得到了通信抗干扰全国重点实验室陈智教授和刘轲博士等研究人员的支持。

    7、太赫兹生物传感器能以极高精度检测皮肤癌
    英国玛丽女王大学和格拉斯哥大学科学家携手，利用太赫兹波开发出了一种革命性的生物传感器，其能以非凡的灵敏度检测皮肤癌，为癌症的早期检测开辟了新方法。相关论文发表于最新一期美国电气与电子工程师协会（IEEE）旗下IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics。
    最新研究关键的创新之处在于生物传感器的设计。该生物传感器置于柔性基板上，拥有微小的不对称谐振器，可检测细胞特性的细微变化。与仅依赖折射率的传统方法不同，该设备可集成谐振频率、传输幅度等各种参数，提供更丰富的组织图像。这使科学家能更准确地区分健康细胞和癌细胞，并测量组织的恶性程度。

    8、首都师范大学物理系研究团队在Light: Science & Applications发表科研成果
    以首都师范大学为第一单位、物理系周庆莉教授为通讯作者，题为《碲基全二维异质结衬底场诱导的高性能太赫兹调制器》（High-Performance Terahertz Modulators Induced by Substrate Field in Te-Based All-2D Heterojunctions）的重要研究成果发表在Light: Science & Applications。中国科学院物理研究所葛琛研究员作为共同通讯作者，物理系博士生张朴婧为第一作者，共同作者包括中国科学院物理研究所杨国桢院士、金奎娟院士、张庆华副研究员、清华大学谷林教授、物理系张亮亮和张存林教授、李梦蕾副教授等。
    论文提出了一种基于碲纳米薄膜的全二维异质结高性能太赫兹调制器，通过灵活调整材料及其堆垛方式，突破了现有太赫兹调制器中存在的调制深度和速度不兼容的瓶颈问题，成功将器件性能提升至有望实际应用的水平，并结合跨波段实验和理论计算清晰地阐明衬底诱导效应引起的动力学过程。该工作为全光太赫兹调制器的设计、优化和应用开辟了新的思路。

    9、精密测量院在液体太赫兹波产生机制的理论研究方面取得重要进展
    最近几年，液体太赫兹波领域有大量的实验报道，然而实验观测到的很多现象都与其他介质的结果显著不同，比如：单色激光场也可以有效地产生液体太赫兹波，而气体介质需要特定相位差的双色激光；液体太赫兹波的产率与驱动激光的能量是正比关系，而气体介质中是平方关系；在一定范围内液体太赫兹波的产率随激光的脉冲宽度的增加而增加，而气体介质相反；在双色激光的驱动下，液体太赫兹波还出现了非调制信号，在气体介质中却未见类似信号。复杂无序的液相体系的理论研究一直是个难题，以上现象难以用已有理论来解释，研究人员只能基于之前的等离子体模型加上界面效应等，来解释一些高光强下的宏观实验结果。
    精密测量院研究员卞学滨和博士生李正亮提出了产生液体太赫兹波的位移电流模型，可系统解释上述提到实验中观测到的系列反常现象。该微观机制模型的物理图像所示：液体的无序结构使得电子波包局域化，同时不同分子的外层电子的能量受到环境的影响而发生移动，在强场激光的作用下不同分子的外层电子发生跃迁，产生非对称体系的位移电流。这些跃迁的能量差在太赫兹能量区域，进而辐射出太赫兹波。同时，他们的研究还表明原子核的量子效应起到了关键的作用，并预言太赫兹辐射可以研究液体的同位素效应。
    该项成果以“Terahertz radiation induced by shift currents in liquids”为题发表在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)上。

    10、重庆研究院在纳米级分辨太赫兹形貌重构显微技术方面取得进展
    中国科学院重庆绿色智能技术研究院王化斌研究员团队和上海大学材料生物学研究所李江教授等团队合作，报道了一种同时具有表面和亚表面探测能力的纳米级分辨太赫兹形貌重构显微技术。在本工作中，研究团队发展了多介质层有限偶极子近场理论模型，建立了基于样品太赫兹近场光学显微图像来重构样品三维形貌的方法，实现了单个蛋白分子、蛋白网状结构、蛋白单分子层和蛋白复合层的精确检测。建立的太赫兹形貌重构显微技术具有无损、无标记的特点；同时具有表面和亚表面检测能力；其侧向分辨率与原子力显微镜相当，垂直分辨率达到0.5 nm。该技术为研究生物分子、功能材料和半导体器件等样品提供了一种全新的重要技术途径。
    相关研究成果以“Near-Field Terahertz Morphological Reconstruction Nanoscopy for Subsurface Imaging of Protein Layers”为题发表于ACS Nano。

    11、上海光机所在强太赫兹诱导硒化铂的非线性行为研究中取得进展
    中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室研究团队，在关于硒化铂在太赫兹波段的非线性行为和机理研究方面取得进展。研究团队系统研究了二硒化铂在强太赫兹脉冲激发下的光谱特征和光强特征，揭示了由非线性极化率实部和虚部主导的两种非线性过程。相关成果以“Terahertz-triggered ultrafast nonlinear optical activities in two-dimensional centrosymmetric PtSe2”为题发表在Optics Letters上。
    该研究中，研究团队利用超快太赫兹泵浦-红外光探测技术开展了太赫兹脉冲与硒化铂薄膜相互作用的研究。强太赫兹脉冲通过非线性极化方式打破了硒化铂的反转对称中心，并利用其非线性极化率实部作用辐射出强的二次谐波信号。该二次谐波信号的时间尺度与太赫兹脉冲时间尺度相当，并具有较高的信噪比和开关比，证实该性质可应用于太赫兹调制和逻辑门。另一方面，由于非线性极化率虚部的作用，硒化铂的电导率受到了强太赫兹的调制，表现出了非线性吸收增强的现象。该工作揭示了硒化铂在太赫兹区域的非线性性质，实现了硒化铂的瞬态可逆的反转对称性调控，拓宽了硒化铂类二维材料在未来光电器件和逻辑电路中的应用潜力。

    12、上海光机所在基于Yb激光的新型太赫兹源研究方面取得进展
    中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室在基于Yb激光泵浦有机晶体产生强场太赫兹波方面取得新进展。相关研究成果以 “Efficient strong-field THz generation from DSTMS crystal pumped by 1030nm Yb-laser”为题发表在Applied Physics Letters上。
    本研究阐述了超短脉冲激光泵浦有机晶体光整流产生太赫兹波的相位匹配条件，并分析了太赫兹频率、相干长度等与泵浦激光的依赖关系。研究团队利用Yb激光泵浦有机晶体DSTMS产生强场太赫兹。通过设计太赫兹波段相位匹配，优化泵浦激光脉冲宽度和功率密度等条件，获得单脉冲能量0.4 μJ，峰值场强236 kV/cm的强场太赫兹波，频谱覆盖0.1-6 THz，激光-太赫兹波能量转化效率达到0.22%。以上相关实验验证了Yb激光泵浦有机晶体产生毫瓦级高功率强场太赫兹波的可行性，为相关领域的科学研究和应用推广提供一种新型的集成化太赫兹光源方案。

    13、科学家利用高分辨太赫兹光谱方法揭示水溶液中硼酸的氟化反应机理
    中国科学院新疆理化技术研究所潘世烈团队与内蒙古医科大学教授额尔敦、台湾大学教授Hayashi Michitoshi、日本静冈大学教授Tetsuo Sasaki、日本神户大学教授Keisuke Tominaga合作，以水溶液中硼酸的氟化反应为研究对象，发展了基于高分辨率太赫兹光谱的结构解析方法。该团队利用这一方法测定了反应产物中功能基元上氟和羟基的位点。该方法为无机氟化学晶体结构基元精确解析和反应理论研究提供了新途径。相关研究成果发表在Angewandte Chemie-International Edition上。

    14、非均匀等离子体中激光尾场产生的毫焦量级太赫兹辐射
    上海交通大学激光等离子体教育部重点实验室张杰院士与盛政明教授研究团队报道了在激光等离子体强场太赫兹辐射研究方面的最新进展。利用能量在焦耳量级的飞秒激光与气体靶作用产生的非均匀等离子体中，通过激发大振幅激光尾场在背向上获得了毫焦量级的太赫兹辐射输出。该工作在实验上证实了强激光产生的等离子体尾场通过模式转换产生强太赫兹辐射的物理机制，并研究了此辐射机制在相对论强度下的辐射特性。这一太赫兹辐射的频率与等离子体尾波结构密切相关，在弱相对论强度下辐射主要在等离子体频率附近，在相对论强度下还出现等离子体频率的谐波辐射。这一辐射机制为强场可调谐太赫兹辐射源提供了新的途径，也为强场太赫兹辐射的应用提供了支持。另外，由于辐射与等离子体结构的强关联性，这一辐射也可为等离子体尾场结构进行诊断，应用于激光等离子体加速器实验。
    该研究成果以“Millijoule Terahertz Radiation from Laser Wakefields in Non-Uniform Plasmas”为题，于2024年4月16日在Physical Review Letters期刊在线发表，并被选为当期编辑推荐(Editors’ Suggestion）。

    15、上海理工大学太赫兹技术创新研究院在单像素可重构石墨烯超表面支持的超宽带太赫兹指纹增强传感方面取得新进展
    上海理工大学太赫兹技术创新研究院在庄松林院士的指导之下，提出了一种新颖的单像素可重构石墨烯超表面设计及其多功能应用。该研究成果以题为《单像素可重构石墨烯超表面支持的超宽带太赫兹指纹增强传感及反演模型》“Ultra-wideband terahertz fingerprint enhancement sensing and inversion model supported by single-pixel reconfigurable graphene metasurface”发表在PhotoniX上（中科院一区，影响因子16.5）。
    该工作将有助于开发具有便捷性、超宽带、低进样量、高分辨率等特征的痕量分子指纹增强传感平台，并且在空间光调制器、光通信网络及高速太赫兹成像领域具有重要的应用前景。

    16、物理学家研制出用于6G的光学元件
    来自Skoltech、MIPT 和 ITMO 的物理学家组成的联合团队开发出一种光学元件，有助于管理太赫兹光束的特性，并将其分成几个通道。这种新装置可用作太赫兹涡旋束的调制器和发生器，用于医疗、6G 通信和显微镜。该论文发表在Advanced Optical Materials上。

    17、研究人员创造了世界上最强的电离太赫兹辐射
    由韩国和美国科学家领导的一个团队创造了世界上最强的太赫兹脉冲，可以瞬间电离原子和分子并将它们转化为等离子体。该研究发表在Light: Science & Applications上，讨论了太赫兹驱动的隧穿电离，这将为等离子体中的极端非线性和相对论太赫兹物理学铺平道路。科学家们认为，他们的研究将开辟新的机会，不仅可以研究太赫兹产生的等离子体中的非线性效应，还可以将太赫兹驱动的悬动机用于各种应用，包括多keV太赫兹谐波的产生，甚至研究太赫兹加速电子的相对论效应。

    18、用磁性材料产生强烈的太赫兹波
    日本东北大学的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。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。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。

    19、当超短电子束加速并急剧停止时，它可以产生太赫兹辐射
    俄罗斯科学院普罗霍罗夫普通物理研究所的研究人员提出利用电子发射源的超光速波形成来产生太赫兹辐射。这项名为“真空光电二极管超快光放电下的脉冲太赫兹辐射”的研究发表在Frontiers of Optoelectronics上。
    其主要思想是将超短激光脉冲施加到阴极表面，从而形成超短电子束。接下来，电子被外部场加速，并突然停在薄薄的一层电介质中，从而产生微波和太赫兹范围内的电磁脉冲。
    作者建议通过提高光电发射涂层的效率来扩展此类光源。这项工作的成果为宽带无创断层扫描、成像、雷达和电子设备功率效应等任务开辟了新的太赫兹辐射源。

    20、科学家与古代能工巧匠跨时空“对话”——太赫兹波首次用于青铜文物层析成像分析
    电子科技大学太赫兹科学技术四川省重点实验室与浙江大学、四川省文物考古研究院、三星堆博物馆等机构合作，利用自主研发的国际首套基于真空电子器件的太赫兹近场成像系统，对来自三星堆青铜器文物进行层析成像分析，这也是全球首次通过太赫兹波对青铜文物进行层析成像分析。研究人员首先通过结构光技术快速构建文物的三维轮廓，绘制“数字地图”。随后，基于该地图，研究人员通过智能算法规划太赫兹波扫描路径，确保其能够垂直入射实现对锈层厚度的精确识别。在锈层识别中，机械臂会控制检测探头将发射出的太赫兹波穿透锈层，收集其内部结构和材料特性的‘秘密’。最后将探测数据与青铜器的三维轮廓结合，生成锈层三维成像图，直观地展示了锈层的分布、形态及厚度变化。结合“太赫兹指纹谱”，文物保护人员能够清晰地区分出有害锈与无害锈及其分布情况，让文物修复工作更加精准和高效。

    21、国家重大科研仪器研制项目“太赫兹近场高通量材料物性测试系统”结题验收会在合肥召开
    7月27日，中国科学技术大学承担的国家重大仪器设备研制专项(部门推荐)“太赫兹近场高通量材料物性测试系统”结题验收会在合肥召开。专家组首先听取了项目负责人、中国科学技术大学杰出讲席教授陆亚林关于“太赫兹近场高通量材料物性测试系统”项目汇报。陆亚林教授带领项目组历时七年，克服了前沿技术挑战和国际贸易形势变化所带来的困难，攻坚克难，成功研制太赫兹近场高通量材料物性测试系统。
    项目通过研发可调谐预聚束太赫兹激光光源和宽谱脉冲光源、探针和样品双扫描、大口径矢量磁体等核心技术，研制了一套太赫兹近场高通量材料物性测试系统。该系统由复合光源、传输光路、多物理场、近场探测、中央控制及通用系统等构成，主体设备和相关部件已全部就位，系统运行状态良好。达到了计划书的全部技术指标，其中部分指标优于计划书指标。
    项目组突破了传统需要在100 K左右低温和真空才能实现的瓶颈，首次获得室温大气环境下的原子分辨太赫兹隧道电流成像;突破了多场条件集成技术瓶颈，首次获得低温强磁场下的原子分辨太赫兹近场隧道电流成像;突破了冷壁贯穿孔光学兼容技术瓶颈，成功研制出大口径超导矢量磁体，参数显著高于国际已有矢量磁体;突破了预聚束电子束团串激发0.5-5 THz相干辐射、轻量化固定磁极间隙波荡器、电控偏振分合束激光脉冲串成型光路等技术瓶颈，研制出紧凑型可调谐太赫兹激光器系统，实现了激光中心频率大范围调节。
    该系统相关技术还被应用于拓扑材料、人工磁结构等测量，包括在超薄氧化物薄膜异质结中测得了斯格明子并具有规模化特性;观测到具有平带结构中的长程铁磁序;在磁阻薄膜中实现了可控磁性莫尔条纹；确立了拓扑克尔效应作为磁斯格明子结构的新机制。
    专家组对项目研制工作给予了高度评价，一致认为项目组全面完成了项目工作，评价结果为A。

    22、新技术首次实现太赫兹频段对光的控制
    研究人员已开发了一种使用可编程自旋电子发射器生成结构化太赫兹光束的新方法。这一突破为太赫兹技术带来了重大飞跃，它首次实现了在这些频率下生成和操纵具有自旋和轨道角动量的太赫兹光。这项发表在光学期刊eLight上的最新研究，由复旦大学陶镇生教授、吴义政教授和首都师范大学张岩教授为导师，采用了基于交换偏置磁多层膜的可编程自旋电子发射器，从而克服了诸多局限。他们设计的器件由薄层磁性和非磁性材料组成，可将激光诱导的自旋极化电流转换为宽带太赫兹辐射。研究人员成功演示了如何使用可编程发射器生成各种结构化太赫兹光束。这些光束有望在众多领域推进太赫兹技术。

    23、颜色光编码的太赫兹双比特调控
    国防科技大学江天研究团队结合光学人工超结构与可重构太赫兹超表面，实现了颜色光激发编码的双比特太赫兹超快调制。该工作为光学编码太赫兹调制提供了一种新的发展途径，进一步启发了基于超表面的光控太赫兹调控器件的探索，有望推进复合超表面在太赫兹操控中的应用。该研究成果以“Color Coded Metadevices toward Programmed Terahertz Switching”为题在线发表在国际高水平学术期刊Light: Science & Applications上。

    24、国内首台太赫兹/6G无线超网基站在石家庄铁塔公司试点成功
    爱达无线超网（河北）科技有限公司国产首台太赫兹/6G大容量无线超网基站日前在石家庄铁塔公司试点成功，这是太赫兹无线通信技术首次在铁塔或运营商实际应用环境中投入使用和测试，并取得圆满结果，标志着中国在这一技术领域的重大新突破。

    25、超宽带太赫兹偏振复用器问世，有望应用于6G及未来通信技术
    澳大利亚阿德莱德大学领导的国际团队开发出首个基于无基板硅基的超宽带集成太赫兹偏振复用器，并在亚太赫兹J波段（220—330GHz）中对其进行了测试，该波段可用于6G及未来通信技术。研究成果发表在最新一期Laser & Photonics Reviews上。
    这一创新不仅提高了太赫兹通信系统的效率，还为构建更强大、更可靠的高速无线网络铺平了道路。偏振复用器是实现太赫兹通信全部潜力的关键推动者，将推动高清视频流、增强现实以及6G等下一代移动网络的发展。

    26、中国科学家在芯片上实现大太赫兹克尔效应，未来通信迎来新突破
    天津南开大学的科学家们通过一种全新的光-物质相互作用机制，利用受激声子极化子（SPhPs），在芯片规模的铌酸锂Fabry-Pérot微腔中实现了巨大的太赫兹（THz）克尔效应。这不仅是一个物理现象的突破，更是未来通信技术的一次飞跃。相关研究发表在Light: Science & Applications上。
    这项研究的亮点在于，科学家们利用了铌酸锂这种离子晶体的特性，通过受激声子极化子（SPhPs）来大幅增强太赫兹波段的克尔非线性效应。具体来说，当太赫兹波与铌酸锂中的声子强烈耦合时，会产生显著的非线性增强，从而调制折射率，导致频率发生偏移。实验中，他们观察到了由于克尔效应导致的微腔共振模式的频率偏移，并且这种偏移与泵浦光的功率有关。
    这项研究的意义在于，它为太赫兹波段的光子器件提供了一个创新的平台，这对于发展高速太赫兹通信技术，以及制造多功能、稳定且紧凑的太赫兹光子芯片具有重要意义。未来，随着超连续谱研究可能向太赫兹频段扩展，这种增强的TKE将有机会在宽带太赫兹波生成中展现其巨大潜力。

    27、金属所等关于稀土金属增强太赫兹辐射强度的研究获进展
    中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心功能材料与器件研究部基于此前在自旋电子学研究领域的积累，与中山大学物理学院合作，在多层膜异质结构中引入稀土金属插层，发现了与稀土种类相关的自旋-轨道流转化机制。研究发现，在Pt/CoFeB(/Ti)异质结中，太赫兹的产生主要依靠逆自旋霍尔效应和逆轨道霍尔效应实现自旋-电荷、自旋-轨道-电荷流的转化，从而对外辐射太赫兹脉冲。研究显示，将稀土金属Nd、Gd和Ho插入到CoFeB和Ti层中间后，稀土的自旋轨道耦合影响了CoFeB-Ti一侧的自旋-轨道流转化过程。轻稀土Nd将负极化的自旋流转化为负极化的轨道流，进而在Ti层中转化为负极化的电荷流，导致含稀土Nd插层样品的太赫兹峰对峰强度弱于对照样品Pt/CFB/Ti的强度值。反之，重稀土Gd和Ho将负极化的自旋流转化为正极化的轨道流，且在Ti层中转化为正极化的电荷流，从而在含重稀土插层的样品中可观察到增强的太赫兹峰对峰强度。同时，对照样品Pt/CoFeB/RE、Pt/CoFeB/Ti/RE的太赫兹测量结果可以排除稀土金属自身的自旋-电荷流转化的影响。进一步，快速傅里叶变换结果证明，稀土金属Gd有助于提高太赫兹辐射的整体频谱范围和强度。
    相关研究成果以Qualitative Identification of the Spin‐to‐Orbital Conversion Mechanism Modulated by Rare‐Earth Nd, Gd, and Ho Metals via Terahertz Emission Measurements为题，发表在Advanced Functional Materials上。

    28、基于超导接收的公里级太赫兹无线通信传输首次实现
    中国科学院紫金山天文台牵头的联合实验团队日前在青海省海西州雪山牧场，成功实现基于超导接收的高清视频信号公里级太赫兹（THz）无线通信传输。这是国际首次将高灵敏度超导接收机技术成功应用于远距离太赫兹无线通信系统，也是0.5THz频段以上迄今最远距离的太赫兹无线通信传输实验。
    本次实验充分验证了利用太赫兹/亚毫米波超导接收系统开展太赫兹通信的独特优势，完成了地面外场高速数据太赫兹通信传输实验验证及系统性能评估，为未来空间/空地大容量太赫兹通信以及雪山牧场亚毫米波多学科平台建设奠定了关键技术基础。

    29、香港城市大学与东南大学研究人员成功开发先进太赫兹神经网络
    香港城市大学（港城大）与南京的东南大学研究人员共同开发出创新平面人工等离激元神经网络（SPNN）平台，该平台能够直接检测和处理太赫兹电磁讯号。这项研究在推动智能通讯、先进计算系统与太赫兹芯片集成等领域极具潜力，对6G未来的发展至为关键。
    SPNN的紧密、高效与可扩展性使其成为人工神经网络的最佳选项，解决传统数字计算机的能耗及不可扩展问题。这种网络能够以低能耗和高速，直接处理和识别衍射讯息，拓宽了太赫兹人工表面等离激元超材料的应用。

    30、科学家首次发现了高达3THz频谱的太赫兹声子超材料
    美国加利福尼亚大学伯克利分校王枫教授团队依托范德瓦尔斯异质结构，精确集成了原子薄层，利用几层石墨烯作为超宽带声子换能器，成功实现了高达3THz频谱内容的太赫兹声子的高效产生。
    研究揭示了太赫兹声子的特殊物理性质，如超短波长、大能量带宽和高Q值，这些性质为声子布里渊区的控制提供了全新视角。
    利用太赫兹声子进行声学测距和声光效应不仅可能实现对亚纳米级界面的高分辨率探测，还能在极紫外和X射线波段上实现声学控制。这些发现不仅在基础科学上有重要意义，还为开发高性能声学器件、声子超材料以及人造热绝缘体提供了理论和实验基础。

    31、Moiré超表面开启转角调控太赫兹谐振特性的新时代
    上海师范大学数理学院赵振宇老师课题组不断探索调控太赫兹谐振特性的新构型、新原理器件，先后提出了光子Moiré超晶格实现太赫兹电磁诱导透明（EIT）和连续体中束缚态 （BIC）的调控。表明Moiré超构表面在太赫兹波段表现出很高光学调谐能力和多功能的光操纵能力。赵振宇老师课题组的成果，突破了传统太赫兹生物医学传感器的设计思路，开启转角调控太赫兹谐振特性的新时代。

    回顾过去一年太赫兹科学技术的发展，这些难忘的时刻，已汇聚成我们共同的记忆，也推动我们不断前行。

    过往为序，未来可期。展望2025，随着太赫兹科技的不断成熟不断普及，我们期待在全球太赫兹科研人员的共同努力下，太赫兹科技能在更多领域发挥出其独特优势，为人类社会的进步带来更为深远的影响，真正实现科技服务于社会的愿景。同时，在全球竞争日益激烈的大背景下，太赫兹技术不仅代表了电磁波谱研究的发展方向，更是我们国家科技战略布局的重要组成部分，因此，我们要不断加强与各领域的跨学科合作，推动扩大太赫兹科学技术的创新应用，提升我国在此领域的自主创新能力。

    2025新年即将如约而至，美好的春天也将随之而来，在这个充满喜庆的日子里，太赫兹研发网、《太赫兹科学与技术》国际在线期刊祝您的生活如同春日的暖阳，温暖而明媚；愿您的事业如同春日的花朵，绚烂而辉煌。祝2025新年快乐！幸福安康！