磁控溅射法生长Bi2Te3/CoFeB双层异质结太赫兹发射

摘要

自旋太赫兹源作为一种新型太赫兹辐射源,以其高效率、超宽带、低成本、易集成等优点已成为太赫兹科学与应用领域的研究热点.本实验报道了晶圆级磁控溅射生长的多晶拓扑绝缘体Bi2Te3和铁磁体CoFeB双层异质结纳米薄膜发射太赫兹电磁波,并对太赫兹辐射特性进行了深入而系统的实验研究.在飞秒激光放大级脉冲作用下,该异质结呈现出高效率的太赫兹发射,且辐射偏振可通过外加磁场方向控制.通过与Pt/CoFeB对比,研究发现Bi2Te3/CoFeB的发射性能与Pt/CoFeB双层异质结相当.实验还对生长在不同衬底上的Bi2Te3/CoFeB的发射性能进行了对比研究,发现MgO衬底上制备的样品具有相对较好的太赫兹辐射性能.本实验研究不仅对自旋太赫兹发射机理有更加深入的认识,而且通过样品和结构的优化,有望获得更高的发射效率,且该发射器具有大尺寸批量生长、成本较低的优势,具备商业化应用的潜力.