太赫茲(zi) （THz）波可以用來探測新材料的磁性。高效的太赫茲(zi) 波產(chan) 生技術可以促進能量收集、超快電子和太赫茲(zi) 光譜的應用。

通過高頻、高密度充電電流可以實現明亮、相幹的太赫茲(zi) 光源。通過用飛秒激光脈衝(chong) 激發納米級的金屬界麵，可以產(chan) 生比電子設備中常見的電流密度高幾個(ge) 數量級的強電流密度。

據《fun88网页下载》了解，為(wei) 了利用高密度電荷電流產(chan) 生太赫茲(zi) 波，複旦大學、上海量子科學研究中心、北京師範大學的研究人員開發了一種與(yu) 其他技術不同的非相對論、非磁性方法——直接利用激光激發的高密度電荷電流穿過納米級金屬界麵。這方法利用了某些材料的各向異性導電性，並消除了將電荷電流轉換為(wei) 自旋極化電流的需要。這項研究發表在《Advanced Photonics（先進光子學）》上。

研究人員利用電各向異性，基於(yu) 導體(ti) 的異質結構開發了一種用於(yu) 太赫茲(zi) 脈衝(chong) 形成的非相對論機製。（a）各向異性導體(ti) RuO₂和IrO₂的電導率張量的橢球體(ti) 。（b）所產(chan) 生脈衝(chong) 的特征（c，d）。

為(wei) 了將激光激發的電荷電流轉換為(wei) 高效的寬帶太赫茲(zi) 輻射，研究人員使用了各向異性導電異質結構。他們(men) 特別依賴於(yu) 兩(liang) 種導電金紅石氧化物的電各向異性：反鐵磁氧化釕（IV）（RuO_2）和非磁性氧化銥（IV）（IrO_2）。

這些氧化物的單晶膜可以偏轉從(cong) 光學激發的金屬薄膜注入的超擴散電荷電流，並將電流從(cong) 縱向重新定向到橫向。研究人員發現，將激光激發的高密度縱向電荷電流直接轉換為(wei) 橫向電流，可以在不需要外部磁場的情況下高效產(chan) 生太赫茲(zi) 波。

研究人員確定，在幾種不同的金屬中，鉑（Pt）最適合製造他們(men) 的方法所需的薄膜。他們(men) 製造了Pt/RuO₂（101）和Pt/IrO₂（101）薄膜異質結構，並測量了這些結構的太赫茲(zi) 振幅。基於(yu) Ir的係統產(chan) 生的信號強度是基於(yu) 非線性光學晶體(ti) 和光電導開關(guan) 的商用太赫茲(zi) 源產(chan) 生的信號的三倍。

現有的產(chan) 生太赫茲(zi) 輻射的方法，包括逆自旋霍爾效應（ISHE）、逆拉什巴·愛德斯坦效應和逆自旋軌道轉矩效應，都是將磁性材料縱向注入的自旋極化電流轉換為(wei) 橫向電荷電流，以產(chan) 生太赫茲(zi) 波。這些相對論方法依賴於(yu) 外部磁場，可以經曆低自旋極化率和相對論自旋到電荷的轉換效率，其特征是自旋霍爾角。

與(yu) 產(chan) 生太赫茲(zi) 波的傳(chuan) 統方法不同，非相對論、非磁性方法利用了導電材料的固有特性，無需自旋極化。此外，非相對論、非磁性方法還具有很高的太赫茲(zi) 轉換效率，可與(yu) 逆自旋霍爾效應（ISHE）相媲美。

研究人員表示，使用具有高度各向異性導電性的現成導電材料是使用他們(men) 的技術提高轉換效率的關(guan) 鍵。

與(yu) 現有技術相比，這種新的、非相對論的、非磁性的方法可以提供更大的靈活性和可擴展性，而現有技術則麵臨(lin) 著增加重金屬材料自旋霍爾角的挑戰。通過利用金屬界麵上高密度電荷電流的潛力來高效產(chan) 生太赫茲(zi) 波，可能會(hui) 推動太陽能電池技術、人工光合作用和高效光電器件的發展。