據美國物理學家組織網12月20日報道，日本京都大學最近發現，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，這一發現有望帶來超高速晶體管和高效光伏電池。相關論文今天發表在《自然?通訊》雜志網站上。

      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、場致發光發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，發現電子空穴對（激子）突然暴發了雪崩式反應，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，能產生大量的電子空穴對，形成激子，發出近紅外冷光。這種明亮的冷光與載荷子倍增有關，這表明強電場驅動的載荷子相干能有效獲得足夠的動能，從而引發一系列碰撞離子化，在皮秒時間尺度內，使載荷子數量增加約3個數量級。”

      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部的顯微鏡，但實驗結果表明，將太赫茲波用于研究半導體是一個完全不同的科學領域。”