Terahertz 방출을 제어할 수 있는 2차원 하이브리드 금속 할로겐화물 장치

연구원들은 스핀트로닉 방식에 의해 생성된 테라헤르츠 방사선의 방향 제어를 허용하는 장치에서 2차원 하이브리드 금속 할로겐화물을 활용했습니다. 이 장치는 기존의 테라헤르츠 발생기보다 신호 효율이 우수하고 더 얇고 가벼우며 생산 비용이 저렴합니다.

테라헤르츠(THz)는 마이크로파와 광학 사이의 전자기 스펙트럼(100GHz에서 10THz 사이의 주파수) 부분을 나타냅니다. THz 기술은 더 빠른 컴퓨팅 및 통신에서 민감한 탐지 장비에 이르기까지 다양한 애플리케이션에 대한 가능성을 보여주었습니다. 그러나 크기, 비용 및 에너지 변환 비효율성으로 인해 안정적인 THz 장치를 만드는 것은 어려운 일이었습니다.

노스캐롤라이나 주립대학교의 물리학 조교수인 달리 선(Dali Sun)은 “이상적으로 미래의 THz 장치는 가볍고 저렴하며 견고해야 하지만 현재의 재료로는 달성하기 어려웠습니다. "이 연구에서 우리는 스핀트로닉스와 함께 태양 전지 및 다이오드에 일반적으로 사용되는 2D 하이브리드 금속 할로겐화물이 이러한 요구 사항 중 몇 가지를 충족할 수 있음을 발견했습니다."

문제의 2D 하이브리드 금속 할로겐화물은 대중적이고 상업적으로 이용 가능한 합성 하이브리드 반도체인 부틸 암모늄 납 요오드입니다. 스핀트로닉스는 에너지를 생성하기 위해 전하를 사용하는 것이 아니라 전자의 스핀을 제어하는 ​​것을 말합니다.

Argonne National Laboratories, University of North Carolina at Chapel Hill, Oakland University의 Sun과 동료들은 2D 하이브리드 금속 할로겐화물을 강자성 금속으로 적층한 다음 레이저로 여기시켜 초고속 스핀 전류를 생성하는 장치를 만들었습니다. THz 방사.

팀은 2D 하이브리드 메탈 할라이드 장치가 현재 사용 중인 더 크고 더 무겁고 생산 비용이 더 많이 드는 THz 이미터보다 성능이 우수할 뿐만 아니라 2D 하이브리드 메탈 할라이드의 특성으로 인해 방향을 제어할 수 있음을 발견했습니다. THz 전송.

"기존의 테라헤르츠 송신기는 초고속 광전류를 기반으로 했습니다."라고 Sun은 말했습니다. “그러나 스핀트로닉 생성 방출은 더 넓은 대역폭의 THz 주파수를 생성하며, THz 방출의 방향은 레이저 펄스의 속도와 자기장의 방향을 수정하여 제어할 수 있으며, 이는 차례로 마그논, 광자의 상호 작용에 영향을 미칩니다. , 회전하고 방향 제어를 허용합니다.”

Sun은 이 연구가 일반적으로 다른 스핀트로닉스 응용 분야에서 잠재적으로 유용한 2D 하이브리드 금속 할로겐화물 물질을 탐색하는 첫 번째 단계가 될 수 있다고 믿습니다.

Sun은 "여기에 사용된 2D 하이브리드 금속 할로겐화물 기반 장치는 더 작고 경제적으로 생산할 수 있으며 견고하며 더 높은 온도에서 잘 작동합니다"라고 말했습니다. "이는 2D 하이브리드 금속 할로겐화물 재료가 결함에 더 민감한 정교한 증착 접근 방식을 필요로 하는 THz 애플리케이션을 위한 현재의 기존 반도체 재료보다 우수한 것으로 입증될 수 있음을 시사합니다."