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Terahertz Josephson Echo Spectroscopicy探测了不均匀的铜酸盐超导性
不均匀性对量子材料的特性至关重要，但是可以测量它们的方法仍然有限，并且只能访问相关可观察的一小部分。例如，诸如扫描隧道显微镜之类的局部探针已经证明，在纳米长度尺度上，丘比特超导体的电子特性是不均匀的。但是，需要解决高阶相关性的互补技术以阐明这些不均匀性的性质。此外，局部隧道探针通常仅远低于临界温度。在这里，我们开发了一种二维的Terahertz光谱法，以测量来自近乎掺杂的丘陵中层间间的隧道共振的Josephson等离子体回声。这项技术使我们能够研究材料中层偶联的多维光学响应，并从外部无均匀的无均匀宽扩展中拓宽了材料中的固有寿命扩大，以实现中间层间隧道隧道。我们发现，不均匀的扩展持续到临界温度的很大一部分，而这在高于热量增加的寿命拓宽之上可以克服。
纳米级Terahertz电导率和
我们从单向函数构建量子键入加密。在我们的建筑中，公共钥匙是量子，但密文是经典的。在最近的一些作品中也提出了来自单向函数（或较弱的原始函数（例如伪和函数）状态）的量子公钥加密[Morimae-Yamakawa，Eprint：2022/1336; Coladangelo，Eprint：2023/282； Barooti-Grilo-Malavolta- Sattath-Vu-Walter，TCC 2023]。但是，它们有一个巨大的缺点：只有在量子公共钥匙可以传输到发件人（运行加密算法的人）而不会被对手篡改时，它们才是安全的，这似乎需要不令人满意的物理设置假设，例如安全量子通道。我们的构造摆脱了这样的缺点：即使我们仅假设未经身份验证的量子通道，它也保证了加密消息的保密。因此，加密是用对抗篡改的量子钥匙来完成的。我们的构建是第一个量子公共密钥加密，它实现了经典的公开加密的目标，即仅基于单向功能，建立对不安全渠道的安全沟通。此外，我们展示了一个通用编译器，以将对选择的明文攻击（CPA安全）升级到仅使用单向函数的选择Ciphertext攻击（CCA Security）的安全性。因此，我们仅基于单向功能获得CCA安全的量子公钥加密。
评估用于控制软件定义超材料的能量收集太赫兹纳米网络的可靠性
在太赫兹 (THz) 频段工作的电磁纳米网络正在成为一种有前途的技术，用于支持各种纳米级应用。在这种尺度下，使用电池在许多情况下是不可行的，因此纳米节点预计只使用依赖能量收集的电容器来工作。这将导致能量存储容量受限且充电速率不可预测，进而导致纳米节点的非周期性间歇性开关行为。这种模式目前在很大程度上尚未被探索，因此很难断言可实现的网络可靠性。为了提供初步见解，我们研究了在接收纳米节点间歇性开关行为的情况下，单跳下行链路广播场景中纳米级 THz 通信的可靠性。我们这样做是因为我们相信可靠的通信与软件控制的超材料应用高度相关。我们的结果表明，需要智能选择能级来打开和关闭无电池纳米节点。此外，也许与直觉相反，我们证明数据包的重复会大大降低所考虑的纳米网络的可靠性。
毫米波至太赫兹 SISO 和 MIMO 连续变量量子密钥分发
摘要 随着对大带宽的需求呈指数级增长，考虑最佳网络平台以及通信网络中信息的安全性和隐私性非常重要。高载波频率的毫米波和太赫兹被提议作为通过提供超宽带信号来克服现有通信系统香农信道容量限制的使能技术。毫米波和太赫兹还能够建立与光通信系统兼容的无线链路。然而，大多数能够在这些频率范围（100 GHz-10 THz）下合理高效运行的固态元件，尤其是源和探测器，都需要低温冷却，这是大多数量子系统的要求。本文展示了当源和探测器在低至 T = 4 K 的低温下运行时，可以实现安全的毫米波和 THz 量子密钥分发 (QKD)。我们比较了单输入单输出和多输入多输出 (MIMO) 连续变量 THz 量子密钥分发 (CVQKD) 方案，并找到了 f = 100 GHz 和 1 THz 之间的频率范围内的正密钥速率。此外，我们发现最大传输距离可以延长，密钥速率可以在较低温度下提高，并且通过使用 1024 × 1024 根天线，在 f = 100 GHz 和 T = 4 K 时实现超过 5 公里的最大秘密通信距离。我们的结果首次展示了毫米波和太赫兹 MIMO CVQKD 在系统运行温度低于 T = 50 K 下的可能性，这可能有助于开发下一代安全无线通信系统和量子互联网，用于从卫星间和深空到室内和短距离通信的应用。
可切换的宽带Terahertz吸收器基于导电 - 纤维素气凝胶
Terahertz（THZ）技术提供了从卫星和望远镜的校准目标到通信设备和生物医学成像系统的机会。一个主组件将是具有切换性的宽带THZ吸收器。然而，稀缺的具有光学切换的材料，它们的调制大多在狭窄的带宽下可用。在吸收或传播中实现具有大型和宽带调制的材料构成了关键的挑战。这项研究表明，进行聚合物 - 纤维素气凝胶可以提供宽带THZ光的调制，其调制范围很大，概率为≈13％至91％，同时保持镜面反射损失<-30 dB。特殊的THZ调制与导电聚合物的异常光学电导率峰有关，从而增强其氧化态的吸收。这项研究还证明了通过简单的化学修饰降低表面亲水性的可能性，并表明在光学频率下宽带吸收气凝剂可以通过太阳能诱导的加热来降低质量。这些低成本，水溶液可加工，可持续和生物友好的气凝胶可能会在下一代智能THZ设备中使用。
用于Terahertz辐射屏蔽的硝酸硼纳米片的负担得起而简单的合成
图4A描绘了具有不同BNNS分数的质量化的BNNS@环氧复合板。在用BNN掺杂之前，环氧树脂板看起来是黄色和透明的。然而，掺杂后，颜色变为白色，随着BNNS浓度的增加，板的透明度会降低。也可以推断出BNN均匀分散在整个环氧树脂中，从而导致均匀的复合材料。图4B说明了用于评估BNN@Epoxy复合板的Terahertz辐射屏蔽有效性的实验设置。实验设置由Terasense源组成，该源以100 GHz的频率发出连续波，其输出功率为80 MW，光电传输天线和THZ-B检测器（Gentec-EO）。这些组件由LabView Software（Gentec-eo）无缝协调，以从源头获得有效的数据采集和处理。值得注意的是，发射的辐射通过由BNNS@环氧复合板制成的衰减器，精心设计，以满足实验的特定要求。
评估用于控制软件定义超材料的能量收集太赫兹纳米网络的可靠性
在太赫兹 (THz) 频带中工作的电磁纳米网络正在成为一种有前途的技术，用于支持各种纳米级应用。在这样的规模下，使用电池在许多情况下是不可行的，因此纳米节点预计仅使用依赖能量收集的电容器来工作。这将导致能量存储容量受限且充电速率不可预测，进而导致纳米节点的非周期性间歇性开关行为。这种模式目前基本上尚未被探索，因此很难断言可实现的网络可靠性。为了提供初步见解，我们研究了在接收纳米节点间歇性开关行为的情况下，在单跳下行链路广播场景中纳米级 THz 通信的可靠性。我们这样做是因为我们相信可靠的通信对于软件控制的超材料应用非常重要。我们的结果表明，需要智能选择能级来打开和关闭无电池纳米节点。此外，也许与直觉相反，我们证明了数据包的重复会大大降低所考虑的纳米网络的可靠性。
超受限平面各向异性声学太赫兹等离子体极化子的实空间观测
薄层平面内各向异性材料可以支持超受限极化子，其波长取决于传播方向。此类极化子在探索基本材料特性和开发新型纳米光子器件方面具有潜力。然而，超受限平面内各向异性等离子体极化子 (PP) 的实空间观测一直难以实现，因为它们存在于比声子极化子更宽的光谱范围内。在这里，我们应用太赫兹纳米显微技术对单斜 Ag 2 Te 薄片中的平面内各向异性低能 PP 进行成像。通过将薄片置于 Au 层上方，将 PP 与其镜像混合，增加了方向相关的相对极化子传播长度和定向极化子限制。这允许验证动量空间中的线性色散和椭圆等频轮廓，从而揭示平面内各向异性声学太赫兹 PP。我们的工作展示了低对称性（单斜）晶体上的高对称性（椭圆）极化子，并展示了使用太赫兹 PP 对各向异性载流子质量和阻尼进行局部测量。
NBP Weyl半薄膜中微不足道表面状态的大型费米 - 能量转移和抑制
自旋向充电传输的有效转化，反之亦然，这与基于自旋电子产品的检测和生成自旋电流具有主要相关性。界面的界面对此过程有明显影响。在这里，Terahertz（THz）发射光谱拷贝用于研究大约50个原型F |中的超快旋转电荷转换（S2C）由铁磁层F（例如Ni 81 Fe 19，Co或Fe）和具有强（PT）或弱（Cu和Al）旋转轨道耦合的非磁性层N组成的n双层。改变f/n界面的结构会导致振幅急剧变化，甚至导致THZ电荷电流极性的反转。非常明显的是，当n是具有小旋转霍尔角的材料时，会发现对超快电荷电流的主要界面贡献。其大小约为在F |中发现的大约20％ PT参考样本。对称性参数和第一原理的计算强烈表明，界面S2C来自界面缺陷处的自旋极化电子的偏斜散射。结果突出了界面S2C偏斜散射的潜力，并提出了一种有希望的途径，以从DC到Terahertz的所有频率下量身定制的界面增强S2C。
基于无低温方案的低温Terahertz扫描隧道显微镜的开发
我们已经开发了无低温的低温Terahertz扫描隧道显微镜（THZ-STM）。该系统利用连续的无流温冷却器来达到约25 K的低温。与此同时，超小的超高真空室导致从样品到视口的距离降低到仅4厘米。na = 0.6可以在真空室内放置整个光学组件（包括大抛物面镜）时达到。因此，如果不损害STM的性能，光耦合的便利性得到了很大的改善。基于此，我们将THZ脉冲引入了隧道连接处并构建了THZ-STM，在THZ驱动的电流成像中实现了原子水平的空间分辨率，并在持续的泵-Probe测量值的自动相互交流信号中，在thz驱动的电流成像和子picosecond（sub-ps）时间分辨率中。提供了来自各种代表性样本的实验数据，以展示该仪器的性能，并将其确立为研究纳米级非平衡动态过程的理想平台。