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二维导电系统内新效应“浮出水面”
使制造更灵敏太赫兹探测器成为可能(盛煌注册)

科技日报北京5月26日电 (记者刘霞)英国和德国的科学家团队发现,当二维电子系统暴露于太赫兹波中时,会产生一种新物理效应——“平面内光电效应”。这一最新发现有望催生出更灵敏的太赫兹探测器,可广泛应用于安全、医学、通信等领域。

相关研究近日发表于美国《科学进展》杂志。

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研究负责人、英国剑桥大学卡文迪什实验室半导体物理组负责人大卫·里奇教授解释道:“太赫兹波是介于微波和红外辐射之间的一种电磁辐射,但我们目前缺乏廉价、高效、易用的太赫兹辐射源和探测器,阻碍了太赫兹技术的广泛应用。”

里奇表示,如果上述问题得到解决,太赫兹辐射将在安全、材料科学、通信和医学领域“大显身手”。如太赫兹波可对肉眼看不到的癌组织成像,也可用于新一代安全快速的机场扫描仪,并实现超越最先进水平的更快无线通信等。

20多年来,里奇团队一直在研究开发功能性太赫兹器件。在最新研究中,他们在测量一款新型太赫兹探测器的性能时,发现它显示的信号比理论上预期的强得多。

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研究人员解释称,造成这一现象的原因在于光与物质相互作用的方式。在高频率下,物质以单粒子光子的形式吸收光,这一点首先由爱因斯坦提出,形成了量子力学的基础,并解释了光电效应。

此前众所周知的光电效应涉及入射光子从导电材料(金属或半导体)释放电子。在三维材料内,电子可在紫外线或X射线范围内被光子射入真空,或在中红外到可见光范围内释放到电介质中。

但这项研究的新颖之处在于,科学家们在高导电的二维电子气体内,发现了太赫兹范围内,类似于光电效应的量子光激发过程,他们将这种现象命名为“平面内光电效应”。

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