據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)12月20日報道，日本京都大學最近發(fā)現(xiàn)，用一種強太赫茲脈沖照射普通的半導體材料砷化鎵（GaAs）會導致載荷子密度提高1000倍。研究人員表示，這一發(fā)現(xiàn)有望帶來超高速晶體管和高效光伏電池。相關論文今天發(fā)表在《自然?通訊》雜志網(wǎng)站上。

      研究載荷子倍增是多體物理和材料科學的基礎部分，在設計高效太陽能電池、場致發(fā)光發(fā)射器和高靈敏光子探測儀方面具有重要作用。為了研究這種現(xiàn)象，研究人員設計了專門的實驗，將一小塊無摻雜的標準半導體材料砷化鎵量子阱樣本固定在氦流低溫保持器上，用一種持續(xù)1皮秒（10的-12次方秒）的近半周期太赫茲脈沖照射該樣本，發(fā)現(xiàn)電子空穴對（激子）突然暴發(fā)了雪崩式反應，使其密度比開始時提高了1000倍。

      京都大學集成電池材料科學院（iCeMS）副教授廣理英基解釋說：“太赫茲脈沖使樣本處于強度為每平方厘米1毫伏的電場中，能產(chǎn)生大量的電子空穴對，形成激子，發(fā)出近紅外冷光。這種明亮的冷光與載荷子倍增有關，這表明強電場驅(qū)動的載荷子相干能有效獲得足夠的動能，從而引發(fā)一系列碰撞離子化，在皮秒時間尺度內(nèi)，使載荷子數(shù)量增加約3個數(shù)量級?！?/P>

      此外，京都大學集成電池材料科學院的田中耕一郎教授領導的實驗室為該實驗提供了太赫茲波，他在研究包括生物成像技術在內(nèi)的太赫茲波的多種應用。他說：“我們的目標是制造出能實時觀察到活細胞內(nèi)部的顯微鏡，但實驗結(jié)果表明，將太赫茲波用于研究半導體是一個完全不同的科學領域?！?/P>