中科大成功制備超快太赫茲調制器

   從中科大獲悉，該校陸亞林教授量子功能材料和先進光子技術研究團隊最近成功制備超快太赫茲調制器，率先實現皮秒級高調制深度的太赫茲超快開關；同時制備多功能太赫茲器件，在單一器件中實現電開關、光存儲和超快調制多種功能。研究成果近期相繼發表在國際著名學術期刊《先進光學材料》和《光學快訊》上。

   太赫茲波具有獨特的時域脈沖、低能、譜指紋、寬帶等特性，它在物理化學、材料科學、生物醫學、環境科學、安全檢查、衛星通訊等領域有著廣闊的應用前景。其中，影響太赫茲技術發展和應用的關鍵因素之一，是難以獲得主動太赫茲調控元器件。超構材料，一種由金屬或介質材料的亞波長微結構陣列組成的人工材料，其奇異的電磁響應特性為太赫茲調控器件提供了絕佳的解決方案。遺憾的是，以往基于超構材料的太赫茲元器件均由金屬材料構成，加工尺寸固定后，器件的功能在實際應用中便難以主動改變。因此，發展主動調控的太赫茲元器件有著重要的研究意義。

   陸亞林教授團隊設計并制作了基于硅介質的超快調控超表面，通過對硅薄膜進行離子注入和快速熱處理工藝，大大減小硅的載流子壽命并提高自由載流子濃度。然后通過光刻、刻蝕工藝將硅薄膜加工為能在太赫茲波段共振的圓盤陣列結構的超表面。利用紅外飛秒脈沖的激發，率先實現皮秒級高調制深度的太赫茲超快開關，并建立理論模型對其進行了合理的解釋。

   當前，太赫茲主動調控器件功能單一，難以適應技術發展要求。該團隊還設計了一種太赫茲波段的多功能可調諧復合超表面，能夠通過加熱和施加電流的方式實現對透射太赫茲波的振幅調控，可以通過電流觸發實現室溫下對太赫茲波的記憶存儲功能，還能實現對太赫茲波的超快調控。從而，在單一器件實現了對太赫茲波的多功能調控。