近日，中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所胡偉達(dá)、陳效雙、陸衛(wèi)研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張凱團(tuán)隊(duì)，在反鐵磁半金屬弱局域增強(qiáng)的太赫茲探測方面取得進(jìn)展。

研究團(tuán)隊(duì)利用NbFeTe2中的載流子在由反鐵磁磁矩與電子自旋之間相互作用產(chǎn)生的局域態(tài)之間的跳變行為，設(shè)計(jì)了一系列針對不同應(yīng)用場景的太赫茲探測器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在載流子跳變溫區(qū)內(nèi)（77~200 K），器件響應(yīng)率隨溫度降低呈現(xiàn)非線性增加趨勢。當(dāng)非對稱天線為材料提供足夠的塞貝克電勢后，載流子可以越過局域態(tài)勢壘重新排序，實(shí)現(xiàn)室溫太赫茲性能的突破，為針對不同應(yīng)用場景下的寬溫區(qū)高性能太赫茲探測器設(shè)計(jì)提供了新視角。此外，NbFeTe2/石墨烯異質(zhì)結(jié)的自驅(qū)動性能通過內(nèi)建電場得以優(yōu)化，達(dá)到了220 V W-1的峰值靈敏度和小于20 pW Hz-1/2的噪聲等效功率。

該研究成果揭示了反鐵磁半金屬在大面積、高速成像應(yīng)用中的潛力。

相關(guān)研究成果以Antiferromagnetic semimetal terahertz photodetectors enhanced through weak localization為題，發(fā)表在《自然-通訊》（Nature?Communications）上。研究工作得到中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金等的支持。

局域化物理模型以及器件在不同載流子輸運(yùn)模式下的太赫茲響應(yīng)