亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫研究中心的研究人员近期取得一项进展，利用超薄狄拉克材料实现了在室温下将微弱射频信号高效转换为更高频率的太赫兹信号。该成果为未来移动通信与高分辨率传感技术提供了新的可能性，相关研究发表在《通信物理》杂志。

随着数据量的持续增长，通信技术对更高载波频率的需求日益迫切。太赫兹频段位于微波频段之外，是目前技术探索的前沿方向，但其信号生成与处理效率一直面临挑战。研究团队使用几十纳米厚的碲化汞薄膜，这类材料中的电子具有独特的准无质量特性，能对电磁场做出极快响应，因此适合用于信号加速与混合。

研究的关键突破在于在室温环境下清晰观测到转换后的信号。该研究的第一作者、博士生塔蒂亚娜·奥雷利亚·乌阿曼·斯韦蒂科娃表示：“我们研究的关键时刻是在室温下清晰地观察到了信号。这尤其具有挑战性，因为信号很容易被背景噪声掩盖。”团队获得的转换效率超过2%，这一数值在太赫兹频段的同类转换中较为显著。

实验在亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫研究中心的高功率辐射源中心完成，借助其太赫兹源与自由电子激光器实现了对两个太赫兹信号的精确叠加与控制。乌曼·斯韦蒂科娃解释说：“我们必须非常精确地协调各个光源，才能清晰地识别出它们之间的相互作用。”

研究负责人格奥尔基·阿斯塔霍夫博士指出：“狄拉克材料能够高效地将微弱的无线电信号转换为更高的太赫兹频段，这为无线通信开辟了广阔的前景。”他同时表示，这项研究仍属于基础研究范畴，是通向紧凑型高频技术的重要基石。团队下一步计划进一步优化材料结构，并探索其在具体电路中的集成应用。

更多信息：作者 Tatiana A. Uaman Svetikova 等，标题《利用狄拉克材料实现高效宽带太赫兹混频和上转换》，发表于《通信物理》 (2025)。期刊信息： 通讯物理