Terahertz Lasing at Roomtemperature: Numerical Study of a Vertical-Emitting Quantum Cascade Laser Based on a Quantum Dot Superlattice
研究了以量子点链为活性材料的太赫兹量子级联激光器的室温激射特性，该激光器适用于无线通信和成像技术。基于单量子点波函数的“量子点轨道的线性组合”方法，使这种扩展的耦合量子点系统的能带结构计算成为可能。我们的研究结果表明，耦合量子点的强垂直发射，减少声子耦合和面内散射，使室温激光与显着降低阈值电流密度。
2021-02-10 cond-mat.mes-hall
Terahertz superlattice parametric oscillator
报道了一种GaAs/AlAs超晶格参量振荡器。它被微波场（功率为几mW）泵浦，产生三次谐波辐射（频率接近300 GHz）。活性超晶格的非线性是由于导电电子在超晶格平面上的布拉格反射造成的。的非线性理论表明，参数振荡应该是可能的频率以上10太赫兹。活性超晶格可能是预测的非常非线性太赫兹场的进一步研究的对象。
2005-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong terahertz emission from superlattices via Zener tunneling
我们发展了一个全面的、简洁的理论来解释超晶格在宽范围的外加电场下的太赫兹（THz）辐射，对于GaAs/Al{0.3}Ga{0.7As超晶格，理论和实验之间表现出很好的一致性.具体来说，我们表明，增加电场增加太赫兹发射低场，然后减少发射的中场由于场致波函数本地化，然后增加发射在高场由于离域和齐纳隧道之间的微带。我们的理论表明，齐纳隧穿共振产生高太赫兹发射强度，并指出超晶格设计的改进。
2007-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz ratchet effects in graphene with a lateral superlattice
对太赫兹交变电场激发下石墨烯侧向超晶格的棘轮效应进行了实验和理论研究。沉积在单层石墨烯顶部上的横向超晶格通过具有不同宽度和间距的周期性重复的金属条或通过叉指状梳状双光栅栅（DGG）结构形成。我们表明，棘轮光电流太赫兹辐射激发和敏感的辐射偏振态可以有效地控制通过狄拉克点驱动系统的背栅，以及通过施加不相等的电压的DGG子光栅的横向不对称性变化。棘轮光电流包括塞贝克热棘轮效应以及对驱动电磁力的相应极化敏感的“线性”和“圆形”棘轮效应。考虑到计算的潜在的配置文件和近场作用于石墨烯中的载流子的电子和等离子体棘轮的实验数据进行了分析。我们表明，光电流的产生是基于一个空间周期性的面内电位和空间调制的光，由于近场效应的光衍射的组合作用。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall
Model of the Influence of an External Magnetic Field on the Gain of Terahertz Radiation from Semiconductor Superlattices
从理论上分析了磁场对超晶格小信号吸收和增益的影响。我们预测了一个非常大的和可调的太赫兹增益，由于在交叉电场和磁场的非线性回旋振荡。与布洛赫增益相反，这里的超晶格处于电稳定状态。我们还发现，太赫兹布洛赫增益可以显着增强与垂直的磁场。如果磁场相对于超晶格轴倾斜，通常不稳定的布洛赫增益分布在斯塔克回旋共振附近变得稳定。
2009-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Semiconductor superlattice diodes for detection of THz photons: The role of plasmon polariton excitation
从理论上分析了基于超晶格的二极管探测器在太赫兹波段（包括极性光学声子频率区域）的电流（电压）响应度。在等效电路方法的框架内的电动模型，它允许一个分析的响应度考虑到在基板和二极管的接触层中的等离子体激元激发已被建议。它已被证明，等离子体激元激发的存在下，引起强烈的功能，在频率依赖性的基于超晶格的二极管的响应度，即在杂交等离子体激元和光学声子的频率的共振谷和峰。有人建议，通过明智地设计基于超晶格的二极管，有可能大幅提高它们在太赫兹频带中的响应度。
2014-05-29 cond-mat.mes-hall
Evidence for terahertz acoustic phonon parametric oscillator based on acousto-optic degenerate four-wave mixing in silicon doping superlattice
首次报道了太赫兹（THz）激光泵浦硅掺杂超晶格（DSL）中声光相位共轭简并四波（D4WM）混频产生的1.0 THz自启动无镜声学声子参量振荡器（MAPPO）。DSL是通过分子束外延生长在（100）硼掺杂的硅衬底上。利用超导NbTiN亚波长光栅将THz激光辐射耦合到DSL中。超导颗粒铝的热辐射探测，再加上Si：B压电声子光谱，揭示了太赫兹相干压缩波和剪切波的激发，仅沿<111>方向。验证了分布反馈的布拉格散射条件和D4WM过程的能量守恒要求。太赫兹MAPPO可以为非经典声学声子场的研究提供一个实验平台。
2019-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz Parametric Gain in Semiconductor Superlattices
本文研究了超晶格中电子在直流和交流电场作用下的高频响应。在交流电场的作用下，微带电子的有效质量发生振荡，从而产生参量共振。我们已经建立了一个理论上的可行性相敏参量放大在谐振。参量放大不需要在负微分电导的条件下操作。因此，可以防止在超晶格内部形成高电场的破坏性畴。在这里，我们专注于电磁辐射的参数上转换和下转换，从可用的频率到所需的太赫兹频率范围。
2007-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Spontaneous DC Current Generation in a Resistively Shunted Semiconductor Superlattice Driven by a TeraHertz Field
研究了高频电场作用下的半导体超晶格的磁分路特性。使用平衡方程的方法，结合的电路的影响，我们确定数值的范围内的振幅和频率的交流场的直流偏置和电流自发产生的，并表明，该区域是可能的电流实验。我们的模拟表明，布洛赫频率对应的自发直流偏置是近似的整数倍的交流场频率。
1997-09-02 chao-dyn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Unveiling the Miniband Structure of Graphene Moiré Superlattices via Gate-dependent Terahertz Photocurrent Spectroscopy
本文提出栅极依赖太赫兹光电流谱技术，探测石墨烯莫尔超晶格微带结构中的避免带交叉和微小能隙，并揭示非共振增强响应与体光电流机制，为低噪声太赫兹探测提供新平台。
2025-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of unidirectional superlattices in crossed electric and magnetic fields and related terahertz oscillations
本文研究了在电场和磁场交叉作用下的理想单向超晶格中的布洛赫电子，其中磁场取向为“面内”，即平行于样品平面。考虑了电场的两个方向。它示出的磁场抑制子带间隧道的齐纳型，但不改变频率的布洛赫振荡，如果电场是垂直于样品平面和磁场。在平面内施加电场（但垂直于磁场）产生阶梯状电子能谱，对应于磁场可调谐振荡替代布洛赫振荡。
2007-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generation and Amplification of Terahertz Radiation in Carbon Nanotubes
我们从理论上研究了在恒定（直流）和高频（交流）电场存在下，与超晶格相比，在排列的非手性碳纳米管（锯齿形和扶手椅形）中产生和放大太赫兹辐射的可行性。电流密度的表达式推导出使用半经典玻尔兹曼输运方程与恒定的弛豫时间与电场沿纳米管轴施加。我们对电流密度与电场特性的分析表明，在高频下的负微分电导率以及光子辅助峰。碳纳米管中的特征峰比超晶格中的特征峰高出一个数量级。碳纳米管中的这些强现象可以用于在室温下获得碳纳米管中太赫兹辐射的无畴放大。
2012-02-21 cond-mat.mes-hall
Enhanced Terahertz Thermoelectricity via Engineered van Hove Singularities and Nernst Effect in Moiré Superlattices
本研究利用莫尔能带工程，在石墨烯莫尔超晶格中借助范霍夫奇点和小磁场下的太赫兹能斯特效应增强太赫兹热电响应，为高性能太赫兹光电器件提供了新平台。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Conductivity of a superlattice with parabolic miniband
理论研究了具有抛物型微带的一维超晶格的静态和高频微分电导率，其中色散规律假定为抛物型直到布里渊区边缘。与早期发表的作品，致力于这个问题，新的公式包含的静态电流密度的温度依赖性，这导致电流最大值随着温度的升高向低场侧移动。的高频微分电导率响应特性，包括温度依赖性的检查和创建太赫兹振荡器的布洛赫电子振荡在这样的超晶格的机会进行了讨论。分析表明，具有抛物型微带色散规律的超晶格只有在很低的温度下才有可能用于太赫兹场的产生和放大。
2007-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Response of Bilayer Graphene at Terahertz Frequencies
为了计算本征双层石墨烯在太赫兹频率下的非线性响应，发展了一种基于长度规范的密度矩阵形式。采用紧束缚模型，我们发现，带间和带内动力学之间的相互作用导致强谐波产生在中等场振幅。具体地说，我们发现，在低温（10 K），未掺杂的悬浮双层石墨烯的反射场表现出的三次谐波振幅是30%的基本反射场的入射1太赫兹单周期脉冲与1.5 kV/cm的场振幅。更有趣的是，我们发现，随着入射辐射的中心频率的增加，三次谐波振幅也增加;达到最大值的53%的入射频率为2太赫兹和振幅为2.5千伏/厘米。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall
Electron dynamics in intentionally disordered semiconductor superlattices
我们研究了无序量子阱半导体超晶格的动力学行为，其中无序是有意的和短程关联的。我们发现，而一个粒子的传输时间的增长与井的数量在一个通常的无序超晶格的入射粒子能量的任何值呈指数关系，对于特定的入射能量值，这个时间线性增加时，包括相关的障碍。正如预期的那样，这些能量值与Dom \em et al.} [Phys. Rev. B { \bf 51}，14，359（1994）];在我们的动力学结果中看到这样的状态表现出弹道状态，非常接近完美超晶格的WKB近似。对入射高斯波包的输出信号进行傅里叶变换，揭示了原始信号的戏剧性滤波，这使我们相信，基于此属性的设备可以被设计并用于纳米技术应用。考虑到使用直流电场来抑制输出频带的可能性，我们也讨论了这一点。在结论中，我们总结了我们的结果，并提出了未来的发展前景，从这项工作。
1996-10-09 cond-mat.mes-hall
Physical Principles of the Amplification of Electromagnetic Radiation Due to Negative Electron Masses in a Semiconductor Superlattice
在电场和磁场交叉作用下的超晶格中，在一定条件下，当电子的平均能量在能带中部以上，电子的有效质量为负值时，电子布居数会发生反转。这是负有效质量放大器和发生器（NEMAG）在超晶格中的实现。即使在没有负微分电导的情况下，它也可以导致太赫兹辐射的放大和产生。
2015-03-16 cond-mat.mes-hall
Nanohelices as superlattices: Bloch oscillations and electric dipole transitions
将纳米螺旋线置于横向电场中会产生具有可调电子性质的超晶格行为。我们从理论上研究这样的系统，并发现布洛赫振荡和负微分电导时，纵向电场（沿纳米螺旋轴）也适用。此外，我们还研究了横向电场诱导的能隙中的偶极跃迁，该能隙可以通过实验获得的外场调谐到赞美的太赫兹频率范围。我们还揭示了一个光电流效应照射到我们的螺旋量子线的圆偏振光。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall
Terahertz Bloch oscillator with a modulated bias
在弱耗散的情况下，电子在直流偏置超晶格的能带中进行布洛赫振荡，可以在室温下产生太赫兹场。由于在负微分电导率条件下均匀电场的不稳定性，这种布洛赫振荡器的实现是一个长期存在的问题。我们建立了理论上的可行性，稳定的太赫兹增益在一个长的超晶格器件，其中的偏置是准静态调制的微波场。调制波形的频谱中必须至少有两个谐波。
2008-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Theoretical backgrounds of nonlinear THz spectroscopy of semiconductor superlattices
我们考虑在探测和泵浦场的相称频率的最一般情况下，在双色电场作用下，半导体超晶格的单个微带中的太赫兹吸收和增益。利用玻尔兹曼输运方程的精确解，我们表明，在小信号限制的吸收公式总是包含两个不同的条款有关的参数和非相干相互作用的微带电子与交变泵场。这为在不切换到负微分电导状态的情况下控制THz增益提供了理论背景。出于教学的原因，我们详细介绍了公式的推导。
2008-11-10 cond-mat.mes-hall
Rectification of THz-radiation in semiconductor superlattices in the absence of domains
本文从理论上研究了太赫兹交流电场的动态整流。强耦合半导体超晶格中的直流电流和电压对入射辐射的响应。我们解决的问题，对电场域的稳定性：一个自发的直流电压是已知的，正好出现一个空间均匀的电子分布是不稳定的参数。我们表明，通过施加一个弱的直流偏置整流器可以从零直流电压状态切换到一个有限的电压在完全没有域。开关发生在无偏半导体超晶格的动力学对称性破缺条件附近。因此，我们的方案允许产生直流电压，否则将无法达到由于域不稳定性。此外，对于在室温下的实际的、高掺杂的宽迷你带超晶格，所产生的DC场可以近似量子化，即，近似与hω/2πea的整数倍成比例，其中a是超晶格周期，ω是AC场频率。
2012-01-30 cond-mat.mes-hall
Generation of Terahertz Radiation by Wave Mixing in Zigzag Carbon Nanotubes
利用半经典玻尔兹曼方程，计算了两个频率相当的相干电磁波在未掺杂锯齿形碳纳米管中的混频直流电流。这种效应归因于碳纳米管中电子能带的非抛物线性，这在碳纳米管中非常强。我们观察到电流是负的，类似于在超晶格中观察到的电流。然而，如果相移位于和之间，则存在反转，并且电流变为正。有趣的是，注意到表现出负微分电导率，正如对通过碳纳米管的直流电所预期的那样。该方法可用于在碳纳米管中产生太赫兹辐射。它也可用于测定碳纳米管中电子的弛豫时间
2010-02-17 cond-mat.mes-hall
Amplification of acoustic phonons in superlattice
本文从理论上和数值上研究了超晶格中声学声子在电场$E =E_0 + E_1 cos(ωt)$作用下的放大。计算在超声波区$(ql\gg 1)$中进行，其中衰减系数取决于声子波矢量$ q =[-\fracπ{q} \quad \frac{2pi}{q}]$和频率$ω_q = 10^{12} s^{-1}$。在放大远远超过吸收和比率$ frac\mid\frac{Γ/Γ_0\mid_{min}}{\midΓ/Γ_0\mid_{max}}\approx 3$的情况下实现反转。通过使用专门的频谱技术获得来自噪声（声子谱）的声能的高频建立。这表明在太赫兹范围内产生的声子的放大导致获得超声波脉塞的可能性。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall
Environmental Effects on the Terahertz Surface Plasmons in Epitaxial Graphene
在本文中，我们预测的低频非局域等离子体激元激发的存在下，在真空表面界面的超晶格的$N$石墨烯层与厚的导电基板相互作用。这与允许层间跳跃的石墨不同。导出的色散函数，它结合了石墨烯单层（MLG）的极化函数和半无限电子液体的表面处的电子镜面散射的色散函数。我们发现，这种表面等离子体极化激元是不阻尼的粒子-空穴激发（PHE的）或散装模式和分离以下的连续迷你带散装等离子体模式。对于具有表面等离子体激元频率$ω_s=ω_p/\sqrt{2}$的导电衬底，混合结构的表面等离子体激元频率始终低于$ω_s$。这种模式的强度取决于石墨烯层与导体表面的距离、MLG的价带和导带之间的能带隙，最重要的是，取决于二维（2D）层的数量。此外，对于足够大数量（$N\stackrel{>}{\sim} 7$）的层，混合结构不具有表面等离子体。两种色散关系不同的等离子体激元的存在表明，具有不同群速度的准粒子可以共存于不同的波长范围内，这取决于超晶格中的层数。
2015-08-08 cond-mat.mes-hall
Observation of terahertz-induced magnetooscillations in graphene
当高频辐射入射到经受垂直磁场的石墨烯上时，石墨烯通过允许最近的LL之间的跃迁来吸收入射光子，所述最近的LL遵循由角动量守恒规定的严格选择规则。在这里，我们展示了暴露于太赫兹（THz）辐射的高质量石墨烯器件的这种行为的定性偏差。我们证明了一个明显的太赫兹驱动的光响应的出现，表现出低场磁振荡的入射辐射的频率和准经典的回旋频率的比率。我们分析了所产生的光电压与辐射频率和载流子密度的修改，并表明所观察到的光响应与以前在GaAs基异质结构中观察到的微波诱导的电阻振荡有共同的起源，但在石墨烯中，它出现在更高的频率，并持续高于液氮温度。我们的观察扩展了石墨烯中辐射驱动现象的家族，并为新型光电子器件的开发提供了潜力。
2020-05-25 cond-mat.mes-hall
Terahertz detection based on nonlinear Hall effect without magnetic field
提出了一种利用非中心对称量子材料的非线性霍尔效应实现宽带长波长光电探测的方法。在零磁场下，横向电流与输入电压之间的固有二次关系用于将入射太赫兹或红外电场整流为直流，而不调用任何二极管。我们的光电探测器工作在零外部偏压与快速响应速度和零阈值电压。值得注意的是，由于Berry曲率机制的固有电流响应度是一种与入射频率或散射率无关的材料性质，可以从第一原理电子结构计算中评估。我们确定外尔半金属NbP太赫兹光电探测与大电流响应度达到$\sim 1$ A/W没有外部偏压。
2021-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Bloch oscillation in bilayer graphene gradient superlattices
利用转移矩阵方法研究了双层石墨烯梯度超晶格中的电子Bloch振荡。通过引入两种沿电子传输方向的方势垒梯度势，我们发现在电子传输方向上可以产生高达太赫兹的布洛赫振荡。Wannier-Stark阶梯是Bloch振荡的对应物，它是由一系列等距离的透射峰组成，电子波函数的局域化也是Bloch振荡的特征. Bloch振荡的周期随势垒梯度的增大而线性减小。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear response of biased bilayer graphene at terahertz frequencies
本文提出了一种基于长度规范的密度矩阵方法，计算了掺杂和未掺杂双层石墨烯在太赫兹波段的非线性响应。采用紧束缚模型，我们推导出一个有效的双带哈密顿量，我们计算的导带和价带色散，以及它们各自的布洛赫态。然后，我们解决的密度矩阵元素的动力学方程，允许带内和带间电流密度和透射和反射的太赫兹场的计算。我们发现，对于未掺杂的BBLG的间隙大小为4毫电子伏，反射场表现出的三次谐波振幅是45%的基本反射场（0.07%的入射场基本）的入射1太赫兹单周期脉冲的场振幅为2.0 kV/cm。我们发现，掺杂的BBLG，虽然色散成为高度非抛物线作为一个偏置施加，三次谐波是一个最大的8%的基本反射场（0.56%的入射场基本）时，没有偏置和减少与偏置的增加。
2016-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of electronic transport in a semiconductor superlattice with a shunting side layer
本文研究了具有分流边层的弱耦合半导体超晶格中的电子输运模型。关键参数包括超晶格的横向尺寸、超晶格的量子阱与分流层之间的连通性以及分流层的导电性质。对于具有小的横向范围和高质量分流的超晶格，静态电场域被抑制，并且空间均匀的场配置被预测为是稳定的，这一结果对于诸如基于超晶格的太赫兹（THz）振荡器的所提出的器件可能是有用的。随着超晶格的横向尺寸的增加，均匀的场配置失去其稳定性的静态或动态的场域，无论分流性能。较低质量的分流通常导致规则和混乱的电流振荡和复杂的空间-时间动态的场分布。分离静态和动态行为的分叉的特点，并发现是依赖于分流性能。
2009-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fourier transform analysis of irradiated Weiss oscillations
本文从理论上研究了微波辐射对一维超晶格磁电阻效应的影响。在我们的建议中，一个单向的空间周期电位（超晶格）的磁阻，调制微波辐射由于空间和时间相关的电位之间的干涉效应。最终的磁电阻主要取决于超晶格的空间周期和辐射频率。然后，通过调节超晶格的空间周期或辐射频率，可以强烈地修改磁阻。我们考虑一种方法来研究这些影响的基础上获得的磁阻分布的函数的逆的磁场的快速傅立叶变换。基于这一理论，我们提出了一种新型的太赫兹波段辐射传感器的设计。我们首先研究了每个潜在的系统的FFT。然后，我们共同研究了两种势同时作用时系统的FFT。
2015-04-21 cond-mat.mes-hall
Terahertz radiation generation by laser-resonant excitation of terahertz surface magnetoplasmons on a graphene-n-InSb semiconductor interface
本研究提出一种在平行外磁场下，利用斜入射p偏振激光与石墨烯-n-InSb界面作用，通过线性模式转换共振激发太赫兹表面磁等离激元的方法，其振幅可通过磁场、费米能等参数调谐，为主动可调等离激元器件开发提供新途径。
2025-03-17 cond-mat.mes-hall physics.optics physics.plasm-ph
Milliwatt terahertz harmonic generation from topological insulator metamaterials
在太赫兹频谱域中实现高效、高功率谐波产生具有技术应用，例如在第六代（6 G）通信网络中。无质量狄拉克费米子具有极大的太赫兹非线性极化率和谐波转换效率。然而，所观察到的最大产生的谐波功率是有限的，因为在增加入射功率的饱和效应，如最近所示的石墨烯。在这里，我们展示了室温太赫兹谐波产生的Bi $_2$硒$_3$拓扑绝缘体和拓扑绝缘体光栅超材料结构与表面选择性太赫兹场增强。对于75 mW的入射功率，我们获得了接近毫瓦范围的三次谐波功率-与基准石墨烯样品相比提高了两个数量级。我们建立了一个框架中，这种特殊的性能是由无质量的拓扑表面状态的热力学谐波产生的结果，受益于超快耗散的电子热通过表面-体库仑相互作用。这些结果是芯片上太赫兹（光）电子应用的重要一步。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Direct measurement of terahertz conductivity in a gated monolayer semiconductor
本文提出一种在太赫兹频段直接测量栅控二维半导体复电导率的技术，并在hBN封装的WSe2单层中观测到类Drude响应，为研究可调范德华异质结构提供了新方法。
2025-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phonon nanocapacitor for storage and lasing of terahertz lattice waves
介绍了一种基于原子尺度半导体超材料的高精细干涉镜形成的相干声子纳米电容器。我们的分子动力学模拟表明，纳米电容器存储太赫兹单色晶格波，可用于声子激光-相干声子的发射。根据纳米器件的几何形状，可以实现单色或双色声子激射。电容器的两种颜色区域起源于两种声子极化在其各自的共振下的声子波包入射角对不同透射率的依赖性。声子纳米电容器可以通过冷却在室温下平衡的样品或通过泵浦-探测技术来充电。纳米电容器可以通过施加可调的可逆应变放电，导致相干太赫兹声束的发射。
2014-11-20 cond-mat.mes-hall
Temperature-tunable semiconductor metamaterial
我们提出了一类新型的温度可调半导体超材料，表现出负折射的太赫兹光谱范围。这些超材料是基于杂质半导体超晶格，其势垒厚度约为1 nm。由于势垒的隧道透明性，超晶格的层不能被认为是孤立的，因此，经典的均匀化方法是不适用的。我们发展了一个量子均匀化理论，它是基于久保公式的电导率。所提出的方法考虑了载波的波函数、它们的分布函数和能量谱。我们表明，半导体超材料的介电张量的组件可以有效地操纵外部温度和拓扑结构的超材料可以观察到在室温下从介电到双曲制度的转变。以GaAs/Al $_{0.3}$ Ga $_{0.7}$ As超晶格平板为例，对实验进行了数值模拟，结果表明平板的反射光谱中可以观察到拓扑结构的转变.
2015-04-08 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical properties of a semi-Dirac nanoribbon in the terahertz frequency regime
我们研究了半狄拉克纳米粒子在垂直磁场存在下的磁光（MO）性质，采用基于Keldysh形式的核多项式方法（KPM）在实验（太赫兹频率）范围内进行计算.为了比较，我们也包括狄拉克系统的结果，以便研究能带结构变形和MO电导率的相互作用。我们发现，MO电导率显示的功能，在半狄拉克系统是相当不同的狄拉克情况下，在紫外和可见光区附近。纵向电导率的实部，即Re（$σ_{xx}$）和Re（$σ_{yy}$）（其在半狄拉克情况下与狄拉克情况不同）呈现一系列作为入射光子能量的函数的共振峰。我们还发现，对于半狄拉克情形，对应于$y$-方向的吸收峰比对应于$x$-方向的吸收峰大（大约一个数量级）。在霍尔电导率的情况下，即Re（$σ_{xy}$），与狄拉克情况相比，在光谱中存在额外的峰，其源自载流子从一个朗道能级到另一个朗道能级的不同光学跃迁。我们还探讨了载流子浓度对MO电导率的影响。在半狄拉克的情况下，在吸收光谱中再次出现额外的峰，强调与狄拉克情况相比存在不对称色散。此外，我们还探讨了入射光束的偏振和吸收光谱的特征之间的相互作用，这可以在实验中探测。最后，我们通过计算法拉第旋转角$θ_{F}$来评估介质的MO活性。
2021-10-25 cond-mat.mes-hall
Lateral plasmonic superlattice in strongly dissipative regime
本文研究强耗散非共振区中双速度横向等离激元超晶格的太赫兹透射，推广理论并解析刻画多耗散区及相图，揭示其在窄频带内由栅压调控的高响应。
2024-05-10 cond-mat.mes-hall
Analysis of surface plasmon excitation at terahertz frequencies with highly-doped graphene sheets via attenuated total reflection
数值研究了掺杂石墨烯片在太赫兹频率下的表面等离子体激元激发。为了减轻高度受限的等离子体激元模式与入射辐射之间的动量失配，提出了通过高掺杂水平或使用少层石墨烯来增加石墨烯的表面电导率。对于目前可实现的掺杂水平，我们的分析表明，单层石墨烯上的表面等离子体可以用高折射率耦合棱镜在高达约10 THz（~ 41.3 meV）的工作频率下激发，并且更高的频率/能量对于少层石墨烯是可能的。这些高度受限的表面模式是有前途的传感和波导应用在太赫兹制度。
2013-03-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Bloch gain in dc-ac-driven semiconductor superlattices in the absence of electric domains
我们从理论上研究了在无电畴的情况下，在直流-交流驱动的半导体超晶格中放大和产生太赫兹辐射的可行性。我们发现，如果除了直流偏置一个强大的太赫兹泵浦场施加，布洛赫增益分布为一个小的太赫兹信号可以实现在正的静态微分电导率的条件下。这里出现正微分电导率，类似于大信号放大方案的情况[H. Kroemer，cond-mat/0009311）]，由于高频交流场的应用引起的直流电流密度的修改[K。Unterrainer \textit{et al.}，物理学修订快报。\textbf{76}，2973（1996）]。而在低频率和零频率的吸收的符号是敏感的交流领域，在增益最大值附近的增益分布是鲁棒的。我们建议将这种交流感应效应用于太赫兹布洛赫振荡器的启动器中。我们的分析表明，短太赫兹脉冲的超晶格的应用程序允许抑制不希望的电域的形成，并达到持续的大幅度操作的直流偏置布洛赫振荡器。
2007-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Giant ratchet magneto-photocurrent in graphene lateral superlattices
本文报道了在具有横向双光栅顶栅（DGG）超晶格的石墨烯中观察到的磁量子棘轮效应。我们发现，太赫兹棘轮电流表现出符号交变磁振荡由于Shubnikov-de Haas效应。与零磁场下的棘轮效应相比，这些振荡的幅度大大增强。电流的方向由横向不对称性决定，横向不对称性可以通过改变DGG中的栅极电位来控制。我们还研究了太赫兹电场的取向（线偏振）和辐射螺旋（圆偏振）的棘轮电流的依赖关系。值得注意的是，在后一种情况下，从右到左圆偏振辐射的切换导致光电流方向的反转。我们证明，我们的大部分观察可以很好地拟合的漂移扩散近似的基础上的玻尔兹曼动力学方程的朗道量子化完全编码的振荡的状态密度。
2020-04-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nonlinear response of metallic acGNR to an elliptically-polarized terahertz excitation field
我们提出了一个理论描述的椭圆偏振太赫兹光束垂直入射到本征和非本征金属扶手椅型石墨烯纳米棒诱导的非线性响应。我们的研究结果表明，使用一个简单的实验装置，它应该是可能的，以观察新的偏振相关的非线性在低激发场强度的顺序为10 - 4 V/m。在低温下，非本征纳米带中的克尔非线性持续到比线性偏振显著更高的激发频率，并且在室温下，三次谐波非线性增强了2-3个数量级。最后，费米能级和温度依赖的非线性响应的特点。
2016-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Composite metamaterials with dual-band magnetic resonances in the terahertz frequency regime
利用金膜在硅片上制备了亚波长金属孔阵列（即单层渔网结构）和开口环谐振器阵列（SRR）的复合超材料（CMM）。在太赫兹范围内的坐标测量机的传输测量已经进行。当入射光的电场偏振方向平行于元件SRR的间隙时，观察到了双波段磁共振，即4.40 THz的LC共振和8.64 THz的附加磁共振，它们起源于CMM中导线对中的反平行电流。数值模拟结果与实验结果吻合较好，进一步阐明了双频磁共振的本质。
2009-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable terahertz coherent perfect absorption in a monolayer graphene
相干完全吸收体（CPA）被认为是激光的时间反演对应体：一个含有损耗介质而不是增益介质的谐振腔可以完全吸收相干光场。在这里，我们利用单层石墨烯以非共振方式实现CPA。研究发现，在悬浮单层石墨烯的太赫兹波段存在准CPA点，在准CPA频率下，通过两束入射光之间的适当相位调制，可以实现CPA。发现石墨烯基CPA具有宽带角选择性：对于正交的$s$和$p$偏振，CPA点在斜入射时分裂成两个频带，并且这两个频带覆盖从零频率开始的宽频率范围。此外，相干吸收可以通过改变栅极控制的费米能量来基本上调谐。非共振石墨烯片CPA的研究结果可以推广到太赫兹/红外探测和二维光电材料的信号处理的潜在应用。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Third Harmonic THz Generation from Graphene in a Parallel-Plate Waveguide
石墨烯作为一种零带隙二维半导体，在狄拉克点附近具有线性电子带色散，具有非常有趣的非线性光学性质。特别地，由于晶体动量和电流密度之间的非线性关系，应该发生太赫兹辐射的三次谐波产生。在这项工作中，我们研究了平行板波导中石墨烯的太赫兹非线性响应。我们通过最大化非线性相互作用同时最小化损耗和相位失配来优化石墨烯的板分离和费米能量以最大化三次谐波产生。获得的结果表明，增加了超过100倍的功率效率相对于一个正常的入射配置为2太赫兹入射场。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Lighting up topological insulators: large surface photocurrents from magnetic superlattices
拓扑绝缘体（TI）的无隙表面态可用于探测和采集低频红外线。尽管如此，它表明，显着的表面光电流由于频率低于体隙的光是相当难以产生。在这里，我们证明了一个周期性的磁性图案添加到表面显着增强表面光电流在TI的。此外，可以通过调整磁性图案的几何形状来优化该设置对入射光的波长的灵敏度。从中距离和远红外线在TI表面上产生大量光电流的能力可用于光伏应用，以及用于检测微米波长辐射。对于波长大于15 $μ$ m的光，我们估计在室温下，基于我们描述的效应的检测器可以具有高达10 $^7$ cm $\sqrt{\text{Hz}}$ /W（即10 $^9$ Jones）的比检测率。因此，该器件可以在比现有红外探测器大得多的波长下工作，同时保持与波长辐射相当的品质因数。
2015-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz field effect in a two-dimensional semiconductor MoS2
本文利用混合三维-二维太赫兹纳米天线在原子级薄 MoS2 中实现亚皮秒超快场效应，将太赫兹电场转换为垂直栅控场并增强至 MV/cm 量级，通过相干太赫兹诱导斯塔克位移进行光学观测，突破了传统电栅控的微波响应限制。
2025-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
