研究人員已經(jīng)成功地產(chǎn)生了強烈的光子發(fā)射，通過磁場和所研究材料中存在的電子密度在整個太赫茲（THz）頻率范圍內(nèi)可調(diào)諧。這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)可調(diào)諧激光源鋪平了道路，結構緊湊，覆蓋整個頻率范圍。

　　由于太赫茲光譜和成像的巨大應用潛力，開發(fā)覆蓋太赫茲領域的激光源的雄心已經(jīng)激勵了研究人員數(shù)十年。但即使在今天，位于電子學（微波）和光子學（中紅外）領域界面的這個頻率范圍內(nèi)的高效緊湊的光源和探測器也很少。在 50 年代末，有人提出了通過回旋共振在半導體中以可調(diào)諧（即可修改）方式產(chǎn)生這些太赫茲波的想法。

　　在經(jīng)典視覺中，回旋加速器共振與帶電粒子在受到磁場時在平面上產(chǎn)生的圓周和周期運動有關。然而，這個想法在不同的材料中進行測試后被放棄了。事實上，這個過程只對產(chǎn)生具有稀有物理系統(tǒng)的光子有效，其中磁性量子能級（稱為朗道能級）的能量不等距。當這些能級的能量等距時，去激發(fā)確實不是輻射的，發(fā)射的光子立即被重新吸收。

　　石墨烯的發(fā)現(xiàn)，其電子激發(fā)的線性能帶結構（稱為狄拉克費米子，因為相對論電子的同名理論也描述了它們）及其狄拉克費米子的朗道能級能量的非等距，重新喚起了人們對弱磁場可調(diào)諧的回旋加速器激光器的興趣。然而，事實證明，不幸的是，石墨烯的朗道水平的結構仍然允許足夠的非輻射復合來排除回旋加速器的發(fā)射。事實上，到目前為止，還沒有觀察到回旋加速器的排放，盡管在這個方向上進行了深入研究。

　　石墨烯并不是唯一具有二維狄拉克費米子的材料。一個由幾個研究團隊組成的國際聯(lián)盟提出了一種替代結構，作為創(chuàng)建未來回旋加速器激光器的現(xiàn)實候選者。這些是HgTe的量子阱，在結構上接近拓撲相變，這種接近導致該系統(tǒng)中存在狄拉克費米子。

　　這些研究人員使用了一種獨特的朗道光譜實驗裝置，可在查爾斯庫侖實驗室（L2C，CNRS /蒙彼利埃大學）獲得，允許在非常低的能量下測量輻射光學躍遷。因此，他們能夠觀察到強烈的回旋加速器發(fā)射，通過磁場和電子密度在整個太赫茲頻率范圍內(nèi)通過電場控制進行調(diào)節(jié)。

　　這一發(fā)現(xiàn)使得設想開發(fā)具有恒定磁場的緊湊型激光源成為可能，并且僅通過調(diào)整柵極電壓即可在整個太赫茲光譜上可調(diào)諧。這些結果發(fā)表在Nature Photonics上。

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