频率处于微波与红外光之间的电磁波——太赫兹辐射，已被广泛应用于成像工具与无线通信系统等领域。然而，利用现有电子设备生成强而连续的太赫兹信号，仍面临挑战。为可靠生成太赫兹信号，工程师常采用倍频器，其中部分电路基于肖特基势垒二极管，此类器件通过金属与半导体间的单向电接触实现功能。

尽管基于肖特基势垒二极管的倍频器已取得一定成果，但基于单个二极管的器件能量处理能力有限。为提升其能力，工程师尝试将多个二极管串联，但串联二极管间的电磁场分布常不均匀，影响效率与稳定性。

电子科技大学的研究人员近期提出新型二极管链设计，通过重塑局部电磁场并使其沿链均匀分布，克服了上述难题。相关论文发表于《自然·电子学》，介绍了这种非对称C形二极管链。研究显示，与多数基于二极管的倍频器相比，该二极管链的倍频效率更高。

周宏基、周天池及其同事在论文中指出：“基于肖特基势垒二极管的频率倍增器可用于产生太赫兹辐射，提供高功率输出，并有望集成到全固态系统。但此类器件输出功率受限于单个二极管处理能力。串联及功率合成虽可提升太赫兹输出功率，但二极管间场分布不均会导致效率降低与过早击穿。”

为突破局限，研究人员设计出C形双层链结构的二极管链，其不对称形状可改善电磁场流动。通过仿真与实验室测试，他们发现该二极管链实现了高太赫兹倍频效率，凸显其作为倍频器的潜力。作者表示：“我们研究的非对称双层C形二极管链结构，可调节局部电磁场分布，提高转换效率。最终器件倍频效率达38%，在170 GHz频率下输出功率超300 mW。”

C形二极管链有望进一步优化，并应用于各类电子设备开发。未来，它或催生更紧凑的太赫兹波发射器与发生器，助力构建更先进的成像、传感与通信系统。

更多信息： Hongji Zhou 等人，《基于非对称双层拓扑结构的太赫兹非线性二极管链》，Nature Electronics (2025)。期刊信息： 《自然电子学》