专题 | 太赫兹自旋光电子 | 物理学报
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编 者 按
太赫兹辐射在电磁波谱上位于红外和微波之间，频率通常划定为0.1—10.0 THz。太赫兹光子能量低(约4.1 meV，1 THz)，对应半导体带内载流子动力学和非线性光学效应所需能量，对应关联电子体系中众多重要的单粒子和集体激发能量尺度，对应液态水氢键网络的慢弛豫转动能级，生物大分子集体振动频率，宇宙大爆炸背景辐射的主要能量等。太赫兹技术不仅可用于研究关联电子体系的量子多体问题，水科学和复杂生物体系的能量转移和转化问题，宇宙起源和生命起源的本质问题，而且在移动通信、检测病毒、医疗成像、安检反恐、探索宇宙等方面有着极其重要的应用前景。随着5G 的普及，6G 应用已提上日程。6G 将全面进入太赫兹时代，太赫兹技术也逐渐走进了大众的视野，成为人类认识世界的“第三只眼睛”。
1971 年，人们在铌酸锂晶体中获得了人类历史上第一束太赫兹脉冲激光。经过近半个世纪的快速发展，虽然部分太赫兹技术已逐步从实验室研究向应用阶段过渡，但太赫兹领域的关键瓶颈问题依然没有得到很好的解决。高效率辐射源、高灵敏度探测器和功能器件的缺乏，直接阻碍了太赫兹科学与技术的发展，成为电磁场与电磁波领域的关键核心问题之一。事实上，一个国家的太赫兹技术水平很大程度上取决于该国的太赫兹源水平，进而牵动了其他相关领域的发展。
由于太赫兹源的缺乏，现有太赫兹研究大多处于弱场被动检测的线性区，然而产生强场太赫兹辐射并用其驱动物质发生相变或精确操控物质量子状态已经成为太赫兹领域重要发展方向。
自旋电子学与太赫兹科技在近二十年来经历了它们狂热的青春期，都领略着自己空前繁荣的辉煌时代。随着学科交叉融合的深入，太赫兹与自旋电子学的联手正在创造更多的惊喜。例如：1) 超快激光泵浦的自旋激发太赫兹辐射为低成本、超宽带、易集成、偏振可调谐的太赫兹辐射源提供了思路；2) 太赫兹时域光谱技术及其与低温和强磁场的结合，为磁性系统自旋动力学表征和研究提供了新的方法；3) 利用强太赫兹辐射的电场或磁场分量对磁性或其他物质系统实现非绝热量子状态调控是令人非常着迷而热门的研究课题。
为进一步促进国内同行的交流，《物理学报》组织出版了“太赫兹自旋光电子”专题，邀请活跃在本领域的部分专家，从太赫兹与自旋体系的物理和材料方面，以不同的视角介绍本领域的最新进展和未来趋势。鉴于太赫兹科学与技术和自旋电子学属于交叉学科，具有多样性及复杂性的特点，本专题只能重点介绍太赫兹自旋光电子领域的部分研究成果，与读者和同行分享。从研究内容上，目前可大致分为两类：一是探索自旋太赫兹发射物理规律，寻找下一代新型太赫兹辐射材料；二是探索太赫兹电磁场和电磁波与自旋材料的相互作用物理和应用。
希望本专题能有助于扩大太赫兹自旋光电子学在海内外华人学者中的影响，吸引更多学者，尤其是年轻学者的关注和加入，为我国在本领域的蓬勃发展增添新生力量。
客座编辑
吴晓君 北京航空航天大学
王楠林 北京大学
太赫兹自旋光电子专题编者按
物理学报. 2020，69 (20): 200101
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.200101
专题文章
研究论文
退火效应增强铁磁异质结太赫兹发射实验及机理
高扬，ChandanPandey，孔德胤，王春，聂天晓，赵巍胜，苗俊刚，汪力，吴晓君
物理学报. 2020, 69 (20): 200702
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200526
极性反铁磁体 Fe2Mo3O8 的太赫兹发射谱
时立宇，吴东，王子潇，林桐，张思捷，刘巧梅，胡天晨，董涛，王楠林
物理学报. 2020, 69 (20): 204206
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20201545
磁控溅射法生长 Bi2Te3/CoFeB 双层异质结太赫兹发射
张帆，许涌，柳洋，程厚义，张晓强，杜寅昌，吴晓君，赵巍胜
物理学报. 2020, 69 (20): 200705
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200634
准二维范德瓦耳斯磁性半导体CrSiTe3的THz光谱
索鹏，夏威，张文杰，朱晓青，国家嘉，傅吉波，林贤，郭艳峰，马国宏
物理学报. 2020, 69 (20): 207302
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200682
强磁场在 ZnCr2Se4 中诱导的各向异性太赫兹共振吸收
张朋，刘政，戴建明，杨昭荣，苏付海
物理学报. 2020, 69 (20): 207501
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20201507
利用连续激光抽运-太赫兹探测技术研究单晶和多晶二氧化钒纳米薄膜的相变
杨培棣，欧阳琛，洪天舒，张伟豪，苗俊刚，吴晓君
物理学报. 2020, 69 (20): 204205
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20201188
三重简并拓扑半金属MoP中超快圆偏振光产生和调控光生热电流
加孜拉·哈赛恩，朱恪嘉，孙飞，吴艳玲，石友国，赵继民
物理学报. 2020, 69 (20): 207801
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200031
Ho1–xYxFeO3 单晶自旋重取向的掺杂效应与磁控效应的太赫兹光谱
任壮，成龙，谢尔盖·固瑞特斯基，那泽亚·柳博奇科，李江涛，尚加敏，谢尔盖·巴里洛，武安华，亚历山大·卡拉什尼科娃，马宗伟，周春，盛志高
物理学报. 2020, 69 (20): 207802
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20201518
Y3Fe5O12(YIG)/Pt 异质结构中基于超快自旋塞贝克效应产生太赫兹相干辐射研究
宋邦菊，金钻明，郭晨阳，阮舜逸，李炬赓，万蔡华，韩秀峰，马国宏，姚建铨
物理学报. 2020, 69 (20): 208704
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200733
高通量制备的SmxPr1–xFeO3晶体中反铁磁自旋模式和晶体场跃迁的太赫兹光谱
方雨青，金钻明，陈海洋，阮舜逸，李炬赓，曹世勋，彭滟，马国宏，朱亦鸣
物理学报. 2020, 69 (20): 209501
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200732
综 述
自旋发光二极管研究进展
梁世恒，陆沅，韩秀峰
物理学报. 2020, 69 (20): 208501
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200866
自旋太赫兹源：性能、调控及其应用
冯正，王大承，孙松，谭为
物理学报. 2020, 69 (20): 208705
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200757
自旋电子太赫兹源研究进展
许涌，张帆，张晓强，杜寅昌，赵海慧，聂天晓，吴晓君，赵巍胜
物理学报. 2020, 69 (20): 200703
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200623
高性能太赫兹发射: 从拓扑绝缘体到拓扑自旋电子
王航天，赵海慧，温良恭，吴晓君，聂天晓，赵巍胜
物理学报. 2020, 69 (20): 200704
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200680
基于超快自旋-电荷转换的太赫兹辐射源
苏玉伦，尉正行，程亮，齐静波
物理学报. 2020, 69 (20): 204202
原文链接：http://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7498/aps.69.20200715
专题文章网站链接：
http://wulixb.iphy.ac.cn/custom/topics
《物理学报》2020年电子期刊链接：
http://qikan.chaoxing.com/mag/shelf?mags=9f5f61eb554c507750245d2323d022ef
文章来源：“物理学报”公众号
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