来源：科研进阶社
前沿摘要
近日，国际顶级学术期刊《自然•通讯》在线发表了一项重磅研究成果(https://doi.org/10.1038/s41467-025-66749-x)。一支来自中国科学院上海技术物理研究所、上海科技大学、上海大学等多个单位的联合研究团队，在奇异量子材料——笼目金属RbV3Sbs₅中取得突破性进展。他们巧妙利用材料内部因相变而产生的特殊电子结构，成功将太赫兹波段的探测响应提升了惊人的61倍，同时实现了极低噪声与超宽带工作能力。这项研究为下一代高速通信、精密传感与量子信息技术开辟了全新的材料路径。
核心发现
这项研究的核心，在于对一种名为“范霍夫奇点”的电子结构特性的极致利用。你可以将它想象成材料内部电子能量分布的“奇异山峰”，在这些“山峰”处，电子态密度极高，对外界刺激（如光子）的反应异常敏锐。
研究团队发现，笼目材料RbV3Sbs₅在约零下171摄氏度（102K）时，会发生一种奇异的电荷密度波相变。这一相变就像给材料的电子“棋盘”进行了一次全局重构，直接导致费米能级（材料导电行为的关键能级）附近涌现出多个强烈的范霍夫奇点。
正是这些“电子山峰”的存在，使得材料对太赫兹光子的吸收和转换效率产生了质的飞跃。基于此原理，团队研制出新型太赫兹光电探测器，取得了三项关键性能突破：
1.响应巨幅提升：在直接探测模式下，光电响应最高增强至61倍。
2.噪声极低：噪声等效功率极低，达到1.38×10^{25}A²/Hz的先进水平。
3.带宽极宽：在外差混频模式下，工作频率可覆盖至高至100GHz的宽带范围。
深远意义
这项成果的意义远不止于制造一个高性能探测器。
1.从原理上建立了新关联：它首次在实验中清晰揭示了范霍夫奇点与太赫兹光-物质相互作用之间的直接强关联，为理解和调控关联量子材料的光电响应提供了全新范式。
2.开辟了量子材料应用新赛道：研究证明，笼目材料凭借其内在的、可调控的奇异电子态，能够成为开发未来高频光电集成芯片的核心材料体系。
3.面向未来技术需求：其展现的高灵敏度、快响应、宽频带特性，正是6G/7G太赫兹通信、高分辨率成像、天文观测、量子信息处理等前沿领域所迫切需要的。这项研究为这些“未来已来”的技术提供了坚实的材料基础。
结语
这不仅仅是一篇发表在顶级期刊上的论文，更是一次从基础物理原理出发，通向未来核心技术的精彩跨越。它标志着中国科学家在量子材料与信息技术的交叉前沿领域，正扮演着日益重要的开拓者角色。
图1：RVS中的相变及其导致的光电转换效率增强
图2：RVS中CDW形成的实验证据及电子结构分析揭示的VHS特征
图3：基于笼目材料的探测器中光电流响应的实验直接检测
图4：基于笼目材料的混频器在不同温度下工作的外差检测平台
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