二次元ハイブリッド金属ハロゲン化物デバイスは、テラヘルツ放射の制御を可能にします
研究者は、スピントロニクススキームによって生成されたテラヘルツ放射の方向制御を可能にするデバイスで2次元ハイブリッド金属ハロゲン化物を利用しました。このデバイスは、従来のテラヘルツ発生器よりも信号効率が高く、より薄く、より軽く、より安価に製造できます。
テラヘルツ（THz）は、マイクロ波と光の間の電磁スペクトル（100 GHz〜10 THzの周波数）の一部を指します。 THzテクノロジーは、より高速なコンピューティングや通信から高感度の検出機器に至るまでのアプリケーションに有望であることが示されています。ただし、信頼性の高いTHzデバイスの作成は、サイズ、コスト、およびエネルギー変換の非効率性のために困難でした。
「理想的には、将来のTHzデバイスは軽量、低コスト、堅牢である必要がありますが、現在の材料ではそれを実現するのは困難です」とノースカロライナ州立大学の物理学助教授であるDaliSunは述べています。 「この研究では、スピントロニクスと組み合わせて、太陽電池やダイオードで一般的に使用される2Dハイブリッド金属ハロゲン化物がこれらの要件のいくつかを満たす可能性があることを発見しました。」
問題の2Dハイブリッド金属ハロゲン化物は、一般的で市販されている合成ハイブリッド半導体であるブチルアンモニウム鉛ヨウ素です。スピントロニクスとは、エネルギーを生成するために、電荷を使用するだけでなく、電子のスピンを制御することを指します。
ノースカロライナ大学チャペルヒル校とオークランド大学のアルゴンヌ国立研究所のSunらは、2Dハイブリッド金属ハロゲン化金属を強磁性金属で層状にし、レーザーで励起して超高速スピン電流を生成するデバイスを作成しました。 THz放射。
チームは、2Dハイブリッドメタルハライドデバイスが、現在使用されている、より大きく、より重く、より高価なTHzエミッターよりも優れているだけでなく、2Dハイブリッドメタルハライドの特性により、 THz伝送。
「従来のテラヘルツ送信機は、超高速光電流に基づいていました」とSun氏は述べています。 「しかし、スピントロニックによって生成された放射は、THz周波数のより広い帯域幅を生成し、THz放射の方向は、レーザーパルスの速度と磁場の方向を変更することによって制御できます。これは、マグノン、光子の相互作用に影響を与えます。 、回転し、方向制御が可能になります。」
Sunは、この作業が、他のスピントロニクスアプリケーションで一般的に有用である可能性がある2Dハイブリッドメタルハライド材料を探索するための最初のステップになる可能性があると考えています。
「ここで使用されている2Dハイブリッドメタルハライドベースのデバイスは、より小さく、より経済的に製造でき、堅牢で、高温でうまく機能します」とSun氏は述べています。 「これは、2Dハイブリッドメタルハライド材料が、欠陥の影響を受けやすい高度な堆積アプローチを必要とするTHzアプリケーション向けの現在の従来の半導体材料よりも優れている可能性があることを示唆しています。」
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