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基于拓扑半金属材料实现超快光致能斯特效应的高效太赫兹发射

发布时间：2022-04-11 16:30:15 浏览次数：331 来源：天津大学若有侵权请联系400-0815-589删除

近日，天津大学精密仪器与光电子工程学院芦伟讲师与北京大学孙栋副教授课题组合作，首次利用拓扑半金属的超快光致能斯特效应实现了高效地太赫兹波发射，论文于2022年3月25日在线发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。

超快光热电效应普遍存在于拓扑半金属材料中，利用该效应有望开发基于拓扑半金属的新颖太赫兹源。然而，由于缺乏光生载流子的有效分离机制，超快光热电的太赫兹发射效率较低，难以满足应用需求。通过对拓扑半金属Cd3As2施加一个弱磁场，引入能斯特热电效应作为光生载流子的有效分超快光热电效应普遍存在于拓扑半金属材料中，利用该效应有望开发基于拓扑半金属的新颖太赫兹源。然而，由于缺乏光生载流子的有效分离机制，超快光热电的太赫兹发射效率较低，难以满足应用需求。通过对拓扑半金属Cd3As2施加一个弱磁场，引入能斯特热电效应作为光生载流子的有效分离机制，实现了高效的超快光热电的太赫兹发射，从而使Cd3As2纳米薄膜的太赫兹发射效率可与亚毫米厚度的传统半导体太赫兹源相比。该工作实验验证了拓扑半金属材料在太赫兹源和超快光热电等领域的巨大应用潜力。相关成果以“Ultrafast photothermoelectric effect in Dirac semimetallic Cd3As2 revealed by terahertz emission”为题发表(Nature Communications2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29168-w)。天津大学芦伟讲师为第一作者，北京大学孙栋副教授为通讯作者。

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