研究人員開發(fā)了一種新的基于聲子和磁可調(diào)的單色太赫茲源

太赫茲(THz，1011~1013 Hz)相關技術以其優(yōu)越的光譜性能，在通信、安防、傳感等領域具有廣泛的應用潛力。其工程應用高度依賴于各種太赫茲組件。

近日，中國科學院合肥物理研究所(HFIPS)和中國科學技術大學(USTC)的合作團隊成功開發(fā)了一種高效的磁調(diào)諧聲子基單色太赫茲發(fā)生器，頻率為~0.9 THz 通過使用 2D 鐵磁 Cr2Ge2Te6晶體。

“受益于輻射機制的玻色子性質(zhì)，這種新的太赫茲源具有‘零閾值’、高品質(zhì)因子和輻射效率的優(yōu)勢，”HFIPS 高磁場實驗室的盛志高教授說。

在這項研究中，聯(lián)合研究團隊結合理論和實驗方法，選擇了二維范德華磁性半導體 Cr2Ge2Te6晶體，創(chuàng)新性地利用了其范德華夾層呼吸聲子模式(玻色子)與THz-TDS 磁光系統(tǒng)。他們發(fā)現(xiàn)呼吸模式可以有效地與入射的同頻太赫茲脈沖耦合，形成一種新的準玻色子粒子，即聲子極化子。然后，這種準玻色子粒子可以產(chǎn)生具有與聲子模式相當?shù)膯紊l率的遠場電磁輻射。

由于這種二維材料中存在強自旋晶格耦合，研究人員試圖通過自旋聲子相互作用通道調(diào)節(jié)輻射。他們發(fā)現(xiàn)與聲子相關的太赫茲輻射也可以被外部磁場有效調(diào)制。

這種與聲子相關的單色太赫茲源的研制成功，不僅使人們對低維磁性材料中的聲子極化子有了更好的認識，而且為實現(xiàn)新型太赫茲源提供了一種新的策略。

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