研究：二维混合金属卤化物装置可对太赫兹辐射进行定向控制

太赫兹（THz）指的是电磁波谱中介于微波和光学之间的部分（即100GHz和10THz之间的频率），而且太赫兹技术已经显示出应用的前景，从更快的计算和通信到敏感的检测设备。然而，由于其尺寸、成本和能量转换效率低下，创建可靠的太赫兹设备一直是一个挑战。

北卡罗来纳州立大学物理学副教授、该研究的共同通讯作者Dali Sun说：“理想情况下，未来的太赫兹设备应该是轻质、低成本和坚固的，但目前的材料已经很难实现这一点。在这项工作中，我们发现一种常用于太阳能电池和二极管的二维混合金属卤化物，与自旋电子学相结合，可能满足其中的几个要求。”

所述的二维混合金属卤化物是一种流行的、可在市场上买到的合成混合半导体：丁基铵铅碘。自旋电子学指的是控制电子的自旋，而不仅仅是利用其电荷，以创造能量。

来自阿贡国家实验室、北卡罗来纳大学教堂山分校和奥克兰大学的研究人员创造了一个装置，将二维混合金属卤化物与铁磁性金属分层，然后用激光激发它，创造出超快自旋电流，反过来产生太赫兹辐射。

研究小组发现，二维混合金属卤化物装置不仅比目前使用的更大、更重、更昂贵的太赫兹发射器更出色，他们还发现，二维混合金属卤化物的特性使他们能够控制太赫兹传输的方向。

“传统的太赫兹发射器是基于超快的光电流，”研究人员说。“但是自旋电子产生的发射产生了更宽的太赫兹频率带宽，而且太赫兹发射的方向可以通过修改激光脉冲的速度和磁场的方向来控制，这反过来又影响了磁子、光子和自旋的相互作用，使我们能够进行方向控制。”

研究人员认为，这项工作可能是探索二维混合金属卤化物材料的第一步，一般来说，二维混合金属卤化物材料在其他自旋电子应用中可能有用。

研究人员说：“这里使用的基于二维混合金属卤化物的装置更小，生产起来更经济，很坚固，在更高的温度下工作得很好。这表明二维混合金属卤化物材料可能被证明优于目前用于太赫兹应用的传统半导体材料，后者需要复杂的沉积方法，更容易受到缺陷的影响。”

“我们希望我们的研究将为设计各种低维混合金属卤化物材料启动一个有希望的试验平台，用于未来基于溶液的自旋电子和自旋光电子应用。”