世界各地的研究人员正在深入研究太赫兹波,以期了解“太赫兹空隙”。太赫兹波具有特定的频率,介于微波和透视 光之间。这个范围被称为“空隙”,因为关于这些波的很多知识仍不为人所知。事实上,直到最近,研究人员才能够开发出产生太赫兹波的技术。东北大学的研究人员让我们更接近了解这些波并填补这一知识空白。
日本材料与工程高等研究院(WPI-AIMR)和工程研究生院的研究人员发现了一种新型磁性材料,其产生的太赫兹波强度约为典型磁性材料四倍。
利用太赫兹波独有的特性,该技术有望应用于各种工业领域,包括成像、医疗诊断、安全检查和生物技术。助理教授 Ruma Mandal (WPI-AIMR) 解释说:“太赫兹波的光子能量较低,与 X 射线不同,它不会发射电离辐射。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较小。”
考虑到这些应用,东北大学的一组研究人员旨在开发一种高效、紧凑、坚固且经济实惠的太赫兹波。韦尔磁体(一种拓扑材料)已被证明能产生巨大的异常霍尔效应,使其适合产生太赫兹波。在这项研究中,制备了由钴锰镓 Heusler 合金制成的韦尔磁体的单晶薄膜样品,并在各种条件下进行了研究。
研究发现,外尔磁体特有的拓扑电子结构产生的巨反常霍尔效应增强了光致太赫兹波,这一成果将加深我们对外尔磁体中光与自旋相互作用的理解。
“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发太赫兹,”Shigemi Mizukami 教授说,“但结构更简单,不再需要铂等昂贵的重金属。”
Mandal 及其同事通过实验证明了这种磁性材料产生太赫兹波的能力,因此可以将其用于自旋电子器件和其他重要应用。这一新兴领域的发现可能会影响下一代技术的未来。
该作品于 2024 年 6 月 7 日在 NPG Asia Materials 上发表。