【产通社，10月29日讯】太赫兹波很难驯服，其电磁频率介于微波和红外光之间，有望实现超快的无线连接，但很难有效地创建和操作。现在，新的研究揭示了一种有前景的利用这些波的候选材料：碲化汞（HgTe），可将两个输入频率转换为太赫兹输出，具有创纪录的室温效率。

Tatiana Svetikova是德国德累斯顿Helmholtz中心Dresden-Rossendorf量子技术系的博士生，她新发表的研究标志着非低温冷却的第一次突破。该团队证明碲化汞“内在地起作用，而不仅仅是在模拟或特殊的实验室条件下。”


太赫兹链路可以取代数据电缆吗？


纽约州立大学理工学院无线与智能下一代系统（WINGS）研究中心主任Arjun Singh表示：“利用太赫兹进行数学模拟很容易，但要获得实验结果却极其困难。仅仅是这个小组做到了这一点本身就是一项壮举。这项研究实际上达到了真正的太赫兹，而真正达到这一目标的实验研究很少。”

碲化汞器件的开发代表向片上太赫兹源迈出了一步，这是将当今庞大的桌面系统小型化为适合消费者或数据中心使用的组件的先决条件。

Sing说，短程太赫兹链路最终可服务于服务器或设备之间的高容量“无线线路”连接。“想象一下，消除数据大厅里数百条电缆，这不仅更快，而且节省了重量、空间和动力。”

即便如此，太赫兹不会成为6G网络的支柱。他说：“大多数早期的6G部署仍将依赖于已经使用的低频和中频材料。”相反，太赫兹波更有可能出现在非常密集的环境中——体育场、城市中心或人工智能数据中心——在这些环境中，极端的数据速率和低延迟增加的复杂性是合理的。“与其把它看作6G的基础，不如把它看作是极端数据情况下的专用层。”


如何提高太赫兹器件的效率？


Helmholtz Zentrum量子技术部门负责人Georgy Astakhov表示，虽然该设备的效率仅为2%，但部分原因是材料的厚度限制。如果有更厚的材料，或者多层薄膜，就可以实现接近100%效率。

作为比较，在硅等材料的一些测试中，研究人员得到了类似的结果，但薄膜要厚得多：“如果有高质量的碲化汞，特别是这种厚度，就会得到更好的结果。”

但问题在于这些材料的可用性，碲化汞的生产成本相当高，目前主要用于军事探测器。这种材料用于非军事用途的可用性非常有限，即使是对于像本实验中这样的超薄薄膜也是如此。

目前，研究人员正在优化参数，希望能找到更便宜或更便宜的材料，这些材料可以做得更厚或在晶片规模上，然后就可以提高效率。改成果发表在最近一期的《自然通信物理》杂志上。查询进一步信息，请访问官方网站https://spectrum.ieee.org/terahertz-chip-room-temperature。（Robin Zhang，产通数造）