研究人員通過自旋極化角分辨光電子能譜（spin-ARPES）實驗給出電子在自旋（s）、能量（E）、動量（k）三個維度詳細信息，在NiTe₂材料表面觀察到自旋態(tài)電子的分布。當交變的電磁波作用在這些自旋的電子后，受電磁力的作用自旋電子會產(chǎn)生的周期性振蕩，形成手性Bloch電子態(tài)。這些電子好比于運動場上“高速旋轉(zhuǎn)的球”，當兩個運動方向相反且自旋方向也相反的電子遇到晶格散射場力作用時，每個自旋電子均會出現(xiàn)類似“香蕉球”一樣地反射并朝著同一個方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即在宏觀上產(chǎn)生橫向方向上的直流電。即使在高于太赫茲（1THz=10¹²Hz）的頻率下，依然顯示出高達251 mA W^-1的室溫太赫茲靈敏特性，實現(xiàn)寬波段工作、較高的動態(tài)范圍和高分辨太赫茲成像通訊功能。這種自旋電子的“香蕉球”運動改變了傳統(tǒng)的點對點信息傳遞方式，通過光場同時操縱電子自旋和電荷來進行超高速率和極低功耗的信息處理，為探索新型太赫茲光電物理和高靈敏度應(yīng)用提供新思路。

　　上海技物所和東華大學聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生張力波為論文的第一作者，王林、陳效雙與意大利拉奎拉大學教授Antonio Politano、東華大學教授邢懷中為論文的共同通訊作者。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然基金委員會、上海市科學技術(shù)委員會及“啟明星”人才計劃等的支持。

　　天線集成高頻太赫茲整流器示意圖