太赫茲(Terahertz,THz)波,通常指的是頻率在0.1 THz~10 THz(波長3 mm~30μm)范圍內的電磁波譜。太赫茲波的特點主要包括:光子能量低(hf,當f=1THz時hf=4.14meV),不易破壞被探測物質;脈沖寬度為皮秒量級(T=1/f,當f=1THz時T=1ps),對時間的分辨率高;可穿透大多數非金屬非極性材料,對這類材料有“透視”能力等。太赫茲波所具有的獨特性質,使其在天文、物理、化學、生命、材料、醫療、成像、航天、安檢、國防等多個方面和領域得到了初步運用和廣泛關注。
2004年,太赫茲技術被美國政府列為“改變未來世界的十大技術”之一,2005年被日本政府評為“國家支柱技術十大重點戰略目標”之一,同年我國通過“香山會議”確立了太赫茲技術的重要戰略地位。然而,對于該頻段的開發和利用,卻遠遠落后于低于其頻率范圍的“微波技術”和高于其頻率范圍的“光波技術”。
目前,“太赫茲技術”的發展仍然還處于理論和實驗室階段,也就是所謂的“太赫茲空白”(THz Gap)。
對于該領域,還蘊含著大量的基礎科學問題和技術挑戰。太赫茲技術勢必在多個學科交流、交融、交叉的過程中得以有效發展,在這個過程中,新理論、新材料、新工藝都將有所提高。本文對太赫茲科研現狀做了簡單的統計分析。
截止到2013-04-22,近五年(2008-2013年),在主流期刊上發表以太赫茲為主題的期刊論文共計3901篇,被引總頻次為34876,每篇論文的平均引用次數為8.94。圖1為出版論文數和每年引文數據圖。
圖1 近五年(2008-2013年)每年出版的文獻數和每年的引文數
從圖1可以看出,以太赫茲為主題的科研論文無論是文獻數量還是引文數量都是逐年遞增的,表明該科研方向具有較強勁的發展潛力,適宜于作為基礎或者基礎應用研究的科研方向。
發表論文的國家/地區分布情況如圖2所示。
圖2 近五年(2008-2013年)發表論文的國家/地區分布圖
從上圖可以看出,太赫茲研究的主力主要分布在美國、德國、日本、中國、英國、法國、俄羅斯、加拿大、韓國、意大利、臺灣、澳大利亞、西班牙、荷蘭、瑞士、新加坡等國家和地區。
論文被引用次數前500名的論文排序如表1所示。
被引用次數第1名的科研論文“Towards wafer size graphene layers by atmospheric pressure graphitization of silicon carbide”,自2009年發布以來已經被引用621次,年均引用超過124次,說明納米量子材料(如這里提到的石墨烯,graphene)在太赫茲領域受到高度重視,第500名的論文被引頻次為18次。
表1 論文被引次數前500名排序表(雙擊可進入查看,共500條記錄)
這3901篇論文的來源出版物排序如表2所示。近5年,發表以太赫茲為主題的論文數超過100篇的7種期刊分別為:APL, OE, PRB, JAP, OL, PRL, JOSA-B。
表2 來源出版物分布情況
這3901篇論文的發表單位分布情況如表3所示。
表3 發表單位分布情況
其中我校在這些主流期刊上發表論文共9篇,在發表單位排名上與其他多家單位并列第217名。這9篇論文為:
1. 標題: Terahertz wave reference-free phase imaging for identification of explosives
作者: Zhang, Liangliang; Zhong, Hua; Deng, Chao; 等
來源出版物: APPLIED PHYSICS LETTERS
卷: 92
期: 9
文獻號: 091117 DOI: 10.1063/1.2891082
出版年: MAR 3 2008
被引頻次: 19 (來自Web of Science)
(趙躍進老師課題組,第一作者為張亮亮,百優獲得者)
2. 標題: Polarization sensitive terahertz time-domain spectroscopy for birefringent materials
作者: Zhang, LiangLiang; Zhong, Hua; Deng, Chao; 等
來源出版物: APPLIED PHYSICS LETTERS
卷: 94
期: 21
文獻號: 211106 DOI: 10.1063/1.3143613
出版年: MAY 25 2009
被引頻次: 13 (來自Web of Science)
(趙躍進老師課題組,第一作者為張亮亮,百優獲得者)
3. 標題: A phase feature extraction technique for terahertz reflection spectroscopy
作者: Zhong, Hua; Zhang, Cunlin; Zhang, Liangliang; 等
來源出版物: APPLIED PHYSICS LETTERS
卷: 92
期: 22
文獻號: 221106 DOI: 10.1063/1.2938055
出版年: JUN 2 2008
被引頻次: 6 (來自Web of Science)
(第一單位為首師大,趙躍進與張存林老師合作)
4. 標題: Terahertz wave polarization analyzer using birefringent materials
作者: Zhang, Liangliang; Zhong, Hua; Deng, Chao; 等
來源出版物: OPTICS EXPRESS
卷: 17
期: 22
頁: 20266-20271
出版年: OCT 26 2009
被引頻次: 5 (來自Web of Science)
(趙躍進老師課題組,第一作者為張亮亮,百優獲得者)
5. 標題: Low Yield of Near-Zero-Momentum Electrons and Partial Atomic Stabilization in Strong-Field Tunneling Ionization
作者: Liu, Hong; Liu, Yunquan; Fu, Libin; 等
來源出版物: PHYSICAL REVIEW LETTERS
卷: 109
期: 9
文獻號: 093001 DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.093001
出版年: AUG 27 2012
被引頻次: 2 (來自Web of Science)
(非第一單位,第四作者為我校辛國國,公派聯合培養博士)
6. 標題: Terahertz wave focal-plane multiwavelength phase imaging
作者: Zhang, Liangliang; Zhong, Hua; Zhang, Yan; 等
來源出版物: JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA A-OPTICS IMAGE SCIENCE AND VISION
卷: 26
期: 5
頁: 1187-1190
出版年: MAY 2009
被引頻次: 1 (來自Web of Science)
(趙躍進老師課題組,第一作者為張亮亮,百優獲得者)
7. 標題: Experimental Realization of High Transmittance THz 90 degrees-Bend Waveguide Using EMXT Structure
作者: Si, Li-Ming; Liu, Yong; Lu, Hong-Da; 等
來源出版物: IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS
卷: 25
期: 5
頁: 519-522 DOI: 10.1109/LPT.2013.2244878
出版年: MAR 1 2013
被引頻次: 0 (來自Web of Science)
(呂昕老師課題組,第一作者司黎明)
8. 標題: Phase characterization in broadband THz wave detection through field-induced second harmonic generation
作者: Zhang, Liangliang; Zhong, Hua; Mu, Kaijun; 等
來源出版物: OPTICS EXPRESS
卷: 20
期: 1
頁: 75-80
出版年: JAN 2 2012
被引頻次: 0 (來自Web of Science)
(趙躍進老師課題組,第一作者為張亮亮,百優獲得者)
9. 標題: Characterization of birefringent material using polarization-controlled terahertz spectroscopy
作者: Zhang, Liangliang; Zhong, Hua; Deng, Chao; 等
來源出版物: OPTICS EXPRESS
卷: 18
期: 19
頁: 20491-20497
出版年: SEP 13 2010
被引頻次: 0 (來自Web of Science)
(趙躍進老師課題組,第一作者為張亮亮,百優獲得者)
從上面可以看出,我校趙躍進老師的博士生張亮亮在太赫茲領域主流期刊上發表9篇科研論文,一作7篇,三作1篇論文,使其最終獲得2011年全國優秀博士學位論文的榮譽稱號。
按照發表論文數量從多到少的排序如表4所示。
表4 作者發表論文數量排序表
光學領域的研究者主要利用激光技術研究太赫茲,而電子學的研究者主要從新材料的角度出發探索太赫茲器件與系統的新途徑,如Metamaterial-based、Graphene-based、Superconductor-based THz devices and technology。由此可見,由于太赫茲領域的特殊性,太赫茲技術的發展和突破必然依賴新理論、新材料和新工藝的應用。
作者:司黎明,北京理工大學信息與電子學院電子工程系,毫米波與太赫茲技術北京市重點實驗室
本文轉載自網絡,如有侵犯您的權益,請及時與我們聯系,我們將核實后進行刪除!