英国剑桥大学的研究人员在二维导电系统中发现了一种新的效应，它有望提高太赫兹探测器的性能。剑桥大学卡文迪什实验室的一组科学家与奥格斯堡大学(德国)和兰开斯特大学的同事一起，发现了二维电子系统暴露于太赫兹波时的一个新物理效应。

首先，什么是太赫兹波？剑桥大学卡文迪什实验室半导体物理组的负责人David Ritchie教授解释说：“我们使用会传输微波辐射的手机进行通信，并使用红外摄像头进行夜视。太赫兹是介于微波和红外辐射之间的电磁辐射类型。但到目前，这种类型的辐射源和探测器一点也不廉价、高效和易于使用。这阻碍了太赫兹技术的广泛应用。”

2002年，来自卡文迪什实验室半导体物理组的研究人员与来自意大利比萨和都灵的研究人员率先演示了在太赫兹频率下运行的激光，即量子级联激光器。从那时起，该小组一直在继续研究太赫兹物理和技术，目前他们正在研究和开发结合超材料形成调制器的功能性太赫兹器件，以及新型的探测器。

如果可用设备的匮乏得到解决，太赫兹辐射可以在安全、材料科学、通信和医学方面有许多有用的应用。例如，太赫兹波可以对肉眼无法看到的癌细胞组织进行成像。它们可用于新一代安全、快速的机场扫描仪，可以很容易将药物与非法药物和爆炸物区分开来，还可用于实现比目前最先进技术要更快的无线通信。

那么，他们最近的发现是关于什么的呢？剑桥大学三一学院初级研究员Wladislaw Michailow博士说：“我们正在开发一种新型的太赫兹探测器。但在测量其性能时，结果表明它显示的信号比理论上预期的要强得多。所以我们想出了一个新的解释。”

正如科学家所说，这种解释在于光与物质相互作用的方式。在高频下，物质以单个粒子(光子)的形式吸收光。这种解释首先是由爱因斯坦提出的，它形成了量子力学的基础，并解释了光电效应。这种量子光激发是我们智能手机中的镜头检测光的方式，它也是太阳能电池能实现用光发电的原理。

众所周知的光电效应包括通过入射光子从导电材料(金属或半导体)释放电子。在三维空间的情况下，电子可以被紫外线或x射线范围内的光子发射到真空中，或在中红外至可见光范围内释放到电介质中。新颖之处在于发现了一种太赫兹范围内的量子光激发过程，它类似于光电效应。

该研究的第一作者Wladislaw解释说：“到目前为止，人们还不清楚这样的效应可以在高导电性的二维电子气体中以低得多的频率存在，但我们已经能够通过实验证明这一点。”这一效应的定量理论是由德国奥格斯堡大学的一位同事提出的，该国际研究人员团队在近期的《科学进展》杂志上发表了他们的发现。

该研究团队据此将这种现象命名为“面内光电效应”。在相应的论文中，科学家们描述了利用这种效应进行太赫兹探测的几个好处。特别是，由入射太赫兹辐射通过“面内光电效应”产生的光响应的幅度，要远远高于迄今已知的其他机制下产生太赫兹光响应的预期。因此，科学家们希望这种效应能够制造出灵敏度更高的太赫兹探测器。（编译:Qtech）