新一代通信、成像、雷达系统需要能够工作在亚毫米波段的超高速光电设备，然而目前相关器件的工作频率大多在千兆赫兹（GHz）量级，很难突破1太赫兹（THz）的瓶颈。半导体中的准粒子激发和多体相互作用是理解凝聚态物理和材料科学的基础，同时其在光电子技术中也有着巨大的应用潜力。
近日，山东大学物理学院陈峰教授团队与英国剑桥大学、中国科学院半导体物理研究所合作，通过飞秒激光诱导二硒化钯（PdSe2）层内及层间相干声子振荡，结合电子–声子、激子–声子的强耦合作用，分别实现了工作频率为4.3 THz和0.35 THz的光电性质调控。结构独特的PdSe2不仅具有反常层间相互作用，还具有极高的空气稳定性。结合超低波数拉曼和第一性原理计算，构建了电子–声子、激子–声子强耦合的直观的微观图像，揭示了层内相干声子优先与高能载流子相耦合，层间相干声子优先与低能激子相耦合的物理机制，为实现工作频率在THz即每秒万亿次级的光电器件提供了理论和实验支持。
相关研究成果以“Phonon-assisted electronic states modulation of few-layer PdSe2 at terahertz frequencies”为题，发表在自然出版集团旗下期刊npj 2D Materials and Applications (影响因子为11.106)上。山东大学为论文第一单位，山东大学陈峰教授、剑桥大学B. Monserrat教授和中国科学院半导体研究所谭平恒研究员为论文的通讯作者，山东大学物理学院博士生李子琦（已毕业）和剑桥大学彭博为论文共同第一作者。
该研究工作得到了国家自然科学基金等项目、晶体材料国家重点实验室的资助。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41699-021-00268-3