我国率先打开太赫兹未来应用之门

记者从中国科学院合肥材料科学研究所了解到，该所强磁场中心盛课题组首次与上海大学金钻石明博士和中国科学院固体研究所苏福海研究员合作实现了基于石墨烯的太赫兹应力调制器。研究结果最近发表在国际知名杂志《先进光学材料》上。

太赫兹应力调制器原理图

太赫兹(THz)通常指频率范围从1011到1013的亚毫米电磁波。由于其优越的光谱性能，太赫兹相关技术在通信、安全检测、传感、国家安全等领域有着广泛的应用前景。被称为“未来将改变世界的十大技术之一”。太赫兹调制器作为太赫兹应用的核心部件，是该领域的重要研究对象。为了实现高效率和低损耗的调制效果，除了传统的电学和光学方法外，获得新的太赫兹调制路径是一个科学问题。

盛研究员的研究组巧妙地构建了一个基于二维电子材料石墨烯的应力调制器件，并利用自建的太赫兹时域光谱系统对该器件的应力调制特性进行了系统研究。研究表明，石墨烯基器件具有优异的调制效果:第一，调制深度大，在1sZ时达到26%，还有进一步改进的空间；其次，它可以双向调制，拉/压应力下的太赫兹波调制分别为正/负。此外，重复性和稳定性良好，这是由于所选材料石墨烯具有优异的机械和电学性能。该器件还具有低插入损耗的特点。基于应力的太赫兹调制技术主要基于对本征载流子迁移率分布的调节，不会产生不平衡载流子，因此插入损耗远低于电光调制。

评论者认为，该调控机制可用于制备高速太赫兹调制器，在未来太赫兹应用中具有良好的发展前景。