这些行为并非直接源自其组成材料,而是源自其亚波长结构[1,2],以及最近的主动控制[3]。在光学领域,超材料在电磁学和光子学中提供了突破性的应用[4-6],例如以亚波长分辨率聚焦和成像[7]和负折射[8],因此在过去的几十年里引起了人们的极大兴趣。这些亚波长结构能够直接调整光的性质,包括振幅、相位和偏振。由于其支持表面等离子体极化子的能力[9],银和金等贵金属一直是可见光超材料构造块的传统材料选择,而等离子体太赫兹 (THz) 纳米天线通常基于重掺杂的半导体。 [10] 然而,这些超材料通常依赖于其组成块的谐振行为,并且在光频率下存在高电阻损耗,这限制了此类超材料和相关设备的功能在尖锐的频带范围内。更一般地说,基于谐振行为的超材料仅在
摘要。碳基材料,例如石墨烯和碳纳米管,由于其出色的柔韧性,轻巧的重量和可调性,因此已成为最先进的超材料设备的变革性构件。在这项工作中,提出了一个具有超人带吸收的可调的无碳金属Terahertz(THz)跨表面,由交替的石墨和石墨烯图案组成,其中Fermi石墨烯的Fermi水平通过改变施加的电压偏置来调节,以实现可调节的Ultrabroad Bavel吸收吸收特征。特别是,当石墨烯的费米水平为1 eV时,吸收系数从7.24到16.23 THz超过90%,重要的是,吸收带宽达到8.99 THz。此外,它对入射波不敏感,并以高达50度的入射角度保持高吸收率。与THZ制度中的常规吸收器相比,这种基于碳的设备具有更高的吸收带宽,速率和性能,并且可以在各个领域中使用,包括THZ波传感,调制,可穿戴医疗保健设备和生物医学检测。
Terahertz(THz)辐射覆盖了约0.1至30 THz的范围。它在基础研究和未来应用中拥有巨大的希望,1,2,因为THZ频率范围与物质的所有阶段,即等离子体,气体,液体和固体相吻合。3,例如,THZ辐射可以共同引起传导 - 电子传输,等离子体,激子,库珀对,Phonons或镁元。4因此,THZ光谱是研究广泛材料中基本过程的强大工具。thz辐射不仅是一种探针:高振幅THZ来源的发展可以控制物质5-7的集体激发,例如8-11的磁铁中的磁子或驾驶phonons。目前,THZ电场在台式系统中达到1 mV/cm的峰值强度,并且在大规模用户设施(例如自由电子激光器)中超过10 mV/cm。17在激发脉冲激发时,最近观察到了物质的不同阶段(例如,拓扑,磁性和结构)之间的超快切换。8,18–25 THZ激发也可以与其他良好的实验探针(例如角度分辨光发射光谱,26个扫描隧道显微镜,27-29或X射线衍射)结合使用。30,31将THZ光谱与如此强大的
在快速发展的Terahertz(THZ)技术领域中,全型元信息(ADMS)已成为一种显着的驱动力,可能会改变各种行业和科学训练。这篇评论对与THZ ADMS相关的基本原理,材料,制造技术和最新设计方法进行了全面和深入的研究,包括人工智能在其发展中的新兴作用。各种应用都深入到这些元信息的范围内,例如高分辨率成像,高级传感和可调设备的开发,展示了THZ范围内ADM的多功能性和承诺。此外,讨论了跨学科合作的重要性,并在推动基于ADM的THZ设备的边界时的尖端技术集成。随着该领域的不断增长和创新,预计全端元元面积的应用和含义预计将变得越来越多样化,为各个部门的变革突破铺平了道路。
erahertz(THz)辐射是电磁光谱的区域,频率在0.1至10 THz之间。1-3微型THZ源和检测器启用了各种应用,例如通信,监视筛查,材料分析,生物医学诊断和个人医疗保健跟踪。1,2,4,5 5物联网(IoT)应用的小型独立传感器的可穿戴电子设备和网络的出现正在推动低功率电子电路和设备或芯片水平上的能源收获中的研究。微型THZ功率探测器可能会成为可以充当能量收集设备的关键组件,尤其是在可透明的薄膜底物上,它们可以克服硅(SI)电子芯片的外形限制,并可以在可扩展的滚动过程中制造。因此,他们有可能无需电池或外部电源提供分散的传感器网络,被动读数电路或集成的移动设备。6
erahertz(THz)辐射是电磁光谱的区域,频率在0.1至10 THz之间。1-3微型THZ源和检测器启用了各种应用,例如通信,监视筛查,材料分析,生物医学诊断和个人医疗保健跟踪。1,2,4,5 5物联网(IoT)应用的小型独立传感器的可穿戴电子设备和网络的出现正在推动低功率电子电路和设备或芯片水平上的能源收获中的研究。微型THZ功率探测器可能会成为可以充当能量收集设备的关键组件,尤其是在可透明的薄膜底物上,它们可以克服硅(SI)电子芯片的外形限制,并可以在可扩展的滚动过程中制造。因此,他们有可能无需电池或外部电源提供分散的传感器网络,被动读数电路或集成的移动设备。6
通过电气调整,电动频率波的振幅的主动操纵是下一代THZ成像的关键,对于解锁战略应用至关重要,从无线通信到量子技术。在这里,我们基于电源门控单层石墨烯演示了高性能THZ振幅调节剂。通过仔细控制四分之一波长腔结构中的间隔厚度,通过优化电场耦合来实现1.5 - 6 THZ范围内的宽带调制,最大调制深度在2 THz左右。拉曼表征通过石墨烯的电解质门控为0.39 eV的费米级调整。然后开发和测试具有独立控制亚毫米区域的测试2 2调节器阵列,像素之间没有串扰。报告的结果突出了电解石墨烯对有效THZ调制的潜力。单芯片设计可与其他电子组件相结合,并易于集成,使其成为THZ空间光调节器和自适应光学组件的有前途的平台。
在Terahertz(THZ)频率范围内产生单色电磁辐射,数十年来一直是一项艰巨的任务。在此,证明了介电材料KY(MOO 4)2中光音子单色子THZ辐射的发射。ky的分层晶体结构(MOO 4)2导致红外剪切晶格振动的能量低于3.7 MeV,对应于低于900 GHz的频率,而基于固体的单色辐射源很少见。直接通过5 ps长宽带Thz脉冲激发,ky中的红外活性光学振动(MOO 4)2重新发射窄带子Thz辐射作为数十无picseconds的时变偶极子,对于振荡器而言,频率低于1 THz,这对于振荡器而言异常长。如此长的连贯发射允许检测超过50个辐射的辐射,频率为568和860 GHz。与使用材料的化学稳定性相同的较长衰减时间表明,THZ技术中的各种可能应用。
富含库仑结合的准粒子的物理学,例如激发剂和过渡金属二甲基元素单层中的trions,目前在冷凝的物质群落中正在进行深入研究。这些准颗粒在100 MEV的顺序上具有较高的结合能,表现出强烈的光耦合,并且可以将量子信息存储在自旋valley自由度中[1]。实现超快时间标准上激素状态的外部控制的策略已成为重要的研究途径。在这里,我们报告了在HBN封装的Mose 2单层中观察到瞬态Trion到脱位的转换(图1a)是由在红外自由电子激光设施(Felbe)(Felbe)[2,3]产生的Picsecond TimeScales上的强烈Thz脉冲引起的。随后通过用条纹摄像头记录时间分辨的光量(TRPL)光谱来监测激子动力学。可见的脉冲(= 400 nm)激发了激动的激子和Trions的种群(图1b,无脉冲脉冲的trpl光谱)。通过在大约30次皮秒延迟后添加THZ脉冲相对于可见的激发(图1C),我们观察到Trion发射的淬火和激发激素发射的暂时增亮。此外,通过调整Thz脉冲的频率,我们记录了TRIONS的THZ解离光谱(图1d)。重要的是,当THz光子能量等于或高于Trion结合能时,可以观察到有效的Trion TRION转换。在其他机构中观察到THZ辐射的相似影响,例如WSE 2单层和Mose 2 /WSE 2异质结构。总的来说,结果为低维材料中的许多粒子状态的外部控制开辟了有希望的途径。
THz波段。具体而言,理想的阻抗匹配情况预测吸收效率的上限为50%,其中吸收体的方块电阻是自由空间阻抗的一半(Zo/2)[2]。此外,实现整个THz波段有效带宽覆盖的一个基本标准是自由电子的弛豫时间小于15fs。尽管如此,有证据表明,基于金属、石墨烯和拓扑绝缘体开发的吸收体通常仅在较窄的THz波段范围内实现高吸收,而不是在整个所需带宽内。因此,当前的研究人员在经典直流阻抗匹配模型的指导下,集中精力筛选广泛的候选材料,以解决THz波段有效吸收较窄这一长期存在的问题。