科学家和工程师们一直在开发更快、更强大的技术设备。但我们需要更快、更高效的电子设备。一个有希望的途径是利用太赫兹波，这是位于红外和微波区域之间的电磁频谱中较少被探索的部分。太赫兹波对导电系统中的载流子具有独特的敏感性，证明了它是了解新材料磁性质的有力探针。
对于超快电子学和相干太赫兹源的探索，可以通过在纳米级界面上精确和超快地控制光诱导电荷电流而得到极大的帮助。
现有的方法包括逆自旋-霍尔效应(ISHE)、逆Rashba-Edelstein效应和逆自旋-轨道-扭矩效应，将磁性材料纵向注入的自旋极化电流转换为横向电荷电流，从而产生太赫兹波。然而，这些相对论机制依赖于外部磁场，并且存在低自旋极化率和以自旋-霍尔角为特征的相对论性自旋-电荷转换效率。
在这种背景下，发表在《高级光子学》上的一项新研究介绍了一种非相对论性和非磁性的方法，该方法直接利用了光触发的高密度电荷电流。
这项开创性的工作是由复旦大学表面物理国家重点实验室和物理系、微纳米光子结构重点实验室(MOE)、上海量子科学研究中心、北京师范大学高级量子研究中心和物理系的研究人员完成的。
该研究利用了两种导电金红石氧化物的电各向异性:反铁磁性RuO2和非磁性IrO2。这些氧化物的单晶薄膜可以偏转从光激发金属薄膜注入的超扩散电荷电流，将它们从纵向重新定向到横向。这一过程产生了高效的宽带太赫兹辐射。
研究人员利用多种金属制作薄膜，发现铂(Pt)是最有前途的。他们制备了Pt/RuO2(101)和Pt/IrO2(101)薄膜异质结构，并测量了它们的太赫兹振幅。基于ir的系统产生的信号比基于非线性光学晶体和光导开关的商用太赫兹源产生的信号强三倍。
与依赖于将电荷电流转换为自旋极化电流的传统方法相比，新方法利用了导电材料的固有特性，消除了对自旋极化的需要。此外，这种新机制提供了与ISHE机制相当的高太赫兹转换效率。
值得注意的是，使用易于获得的具有高各向异性导电性的导电材料是提高转换效率的关键。因此，与现有技术相比，这种方法具有更大的灵活性和可扩展性，现有技术受到进一步增加重金属材料自旋霍尔角的挑战的限制。
这项技术的意义超出了高效的太赫兹波产生。通过利用金属界面上高密度电荷电流的潜力，它有望用于能量收集、超快电子和太赫兹光谱学。这将导致各种现代技术的进步，包括太阳能电池、人工光合作用和高效光电器件。
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希望本篇文章《非相对论与非磁性条件下的太赫兹波生成机制》能对你有所帮助！
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