近日，中科院合肥研究院強(qiáng)磁場(chǎng)中心盛志高研究團(tuán)隊(duì)依托穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置成功研發(fā)了一種主動(dòng)智能化的太赫茲電光調(diào)制器。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊 ACS Applied Materials & Interfaces 上。
雖然太赫茲技術(shù)具有優(yōu)越的波譜特性和廣泛的應(yīng)用前景，但其工程應(yīng)用還嚴(yán)重受制于太赫茲材料與太赫茲元器件的開(kāi)發(fā)。其中，圍繞智能化場(chǎng)景應(yīng)用，采用外場(chǎng)對(duì)太赫茲波進(jìn)行主動(dòng)、智能化的控制是這一領(lǐng)域的重要研究方向。
瞄準(zhǔn)太赫茲核心元器件這一前沿研究方向，強(qiáng)磁場(chǎng)中心磁光團(tuán)隊(duì)繼2018年發(fā)明一種基于二維材料石墨烯的太赫茲應(yīng)力調(diào)制器[Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)]、2020年發(fā)明一種基于強(qiáng)關(guān)聯(lián)氧化物的太赫茲寬帶光控調(diào)制器[ACS Appl. Mater. Inter. 12, 48811(2020)]、2021年發(fā)明一種基于聲子的新型單頻磁控太赫茲源[Advanced Science 9, 2103229(2021)]之后，選擇關(guān)聯(lián)電子氧化物二氧化釩薄膜作為功能層，采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電控方法，實(shí)現(xiàn)了太赫茲透射、反射和吸收多功能主動(dòng)調(diào)制（圖a）。研究結(jié)果表明，除了透射率和吸收率，反射率和反射相位也可被電場(chǎng)主動(dòng)調(diào)控，其中反射率調(diào)制深度可以達(dá)到99.9%、反射相位可達(dá)~180o調(diào)制（圖b）。更為有趣的是，為了實(shí)現(xiàn)智能化的太赫茲電控，研究人員設(shè)計(jì)了一種具有新型“太赫茲-電-太赫茲”的反饋回路的器件（圖c）。不管起始條件和外界環(huán)境如何變化，該智能器件可以在30秒左右自動(dòng)達(dá)到太赫茲的設(shè)定（預(yù)期）調(diào)制值。
這一基于關(guān)聯(lián)電子材料的主動(dòng)、智能化太赫茲電光調(diào)制器的研發(fā)為太赫茲智能化控制的實(shí)現(xiàn)提供了新的思路。該工作獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、強(qiáng)磁場(chǎng)安徽省實(shí)驗(yàn)室方向基金的支持。
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c04736
（a）基于VO2的電光調(diào)制器示意圖（b）透射率、反射率、吸收率和反射相位隨外加電流變化（c）智能化控制原理圖
