面向6G太赫兹时代，蔚山科学技术大学(UNIST)研究团队取得关键进展，发布一款可超高速运行的量子器件，为6G通信等技术实现奠定基础。此创新成果克服了长期以来限制此类器件在高电场下耐久性的难题。

太赫兹量子器件被视为未来高速通信系统的核心，能实现远超传统半导体极限的快速信号处理。其工作原理是利用太赫兹波驱动的电子量子隧穿效应，让电子以经典物理学无法解释的方式穿过能垒。然而，诱导隧道效应需极强电场，会产生大量热量，损坏或熔化器件金属电极，影响可靠运行。

为解决这一问题，蔚山科学技术大学物理系朴亨烈教授与亚洲大学李相云教授合作，开发新型装置。他们将夹在金属电极间的绝缘材料，从传统氧化铝替换为二氧化钛。二氧化钛能量势垒较低，能让电子更易隧穿。研究第一作者池刚善称：“我们不是用更强电场推动电子，而是创造让电子更易移动的路径，降低能垒会显著增加隧穿概率。”研究团队还利用先进原子层沉积技术制备高质量器件，该技术能精确控制二氧化钛层沉积，避免薄膜制备中的微观缺陷。李相云教授表示：“通过应用尖端沉积技术，我们成功消除可能削弱器件性能的缺陷，确保器件高稳定性和高性能。”

这种新型太赫兹量子器件在约0.75 V/nm电场下展现稳定隧穿效应。得益于二氧化钛优异的热性能，即便在太赫兹波透射率调制高达60%的情况下，该器件也能在1000次循环中保持性能稳定。朴亨烈教授总结：“我们已解决阻碍太赫兹量子器件商业化的两大挑战——高压运行和热损伤，这一突破为超越6G的超高速、高能效光通信系统和先进量子传感技术打开大门。”

出版详情：作者：Gangseon Ji 等人，标题：《通过肖特基势垒工程实现金属-TiO₂-金属纳米间隙中的低场太赫兹量子隧穿》发表于： ACS Nano(2025)。期刊信息：ACS Nano