中科大成功制备超快太赫兹调制器

   从中科大获悉，该校陆亚林教授量子功能材料和先进光子技术研究团队最近成功制备超快太赫兹调制器，率先实现皮秒级高调制深度的太赫兹超快开关；同时制备多功能太赫兹器件，在单一器件中实现电开关、光存储和超快调制多种功能。研究成果近期相继发表在国际著名学术期刊《先进光学材料》和《光学快讯》上。

   太赫兹波具有独特的时域脉冲、低能、谱指纹、宽带等特性，它在物理化学、材料科学、生物医学、环境科学、安全检查、卫星通讯等领域有着广阔的应用前景。其中，影响太赫兹技术发展和应用的关键因素之一，是难以获得主动太赫兹调控元器件。超构材料，一种由金属或介质材料的亚波长微结构阵列组成的人工材料，其奇异的电磁响应特性为太赫兹调控器件提供了绝佳的解决方案。遗憾的是，以往基于超构材料的太赫兹元器件均由金属材料构成，加工尺寸固定后，器件的功能在实际应用中便难以主动改变。因此，发展主动调控的太赫兹元器件有着重要的研究意义。

   陆亚林教授团队设计并制作了基于硅介质的超快调控超表面，通过对硅薄膜进行离子注入和快速热处理工艺，大大减小硅的载流子寿命并提高自由载流子浓度。然后通过光刻、刻蚀工艺将硅薄膜加工为能在太赫兹波段共振的圆盘阵列结构的超表面。利用红外飞秒脉冲的激发，率先实现皮秒级高调制深度的太赫兹超快开关，并建立理论模型对其进行了合理的解释。

   当前，太赫兹主动调控器件功能单一，难以适应技术发展要求。该团队还设计了一种太赫兹波段的多功能可调谐复合超表面，能够通过加热和施加电流的方式实现对透射太赫兹波的振幅调控，可以通过电流触发实现室温下对太赫兹波的记忆存储功能，还能实现对太赫兹波的超快调控。从而，在单一器件实现了对太赫兹波的多功能调控。