日本东京大学与理化学研究所联合研究团队在强电体材料SbSI（碘化硫化锑）中成功实现了基于声子（晶格振动）的太赫兹波段巨大光生伏特效应。该成果不仅首次定量评估了声子激发引起的光电响应频率特性，更发现其性能指数在已知光起电效应材料中处于最高级别，为开发高性能太赫兹探测器件奠定了关键基础。
太赫兹波作为连接微波与红外光的频段，在下一代通信、高灵敏度传感及医疗成像等领域具有巨大应用潜力。然而，该频段的基础技术，尤其是光源与探测器，尚不成熟。与可见光或近红外光不同，太赫兹光子能量极低（约0.004电子伏特），难以通过传统的电子激发机制产生光电流，导致现有探测技术多依赖热效应，响应速度慢、灵敏度受限。实现像可见光那样直接、高效地将太赫兹光转换为电信号，是光子学领域的核心挑战。
研究团队利用具有自发极化特性的强电体SbSI，通过实验观测到：当太赫兹光脉冲照射样品时，会瞬间产生与自发极化方向相反的光电流。这种独特的电流生成机制并非源于电子激发，而是由声子激发主导。团队开发了新的定量评估方法，证实了观测到的频率依赖性与声子激发的理论预期高度一致。理论计算进一步揭示，声子激发调制了电子的波函数，其中量子几何效应在其中发挥了关键作用，从而实现了极高的光电转换效率。
实验数据显示，SbSI在太赫兹波段的光电转换效率与当前主流商用太赫兹探测器相当，甚至更优。这一发现打破了太赫兹光难以直接高效探测的物理瓶颈。与传统热探测型器件相比，基于声子激发的光生伏特效应具备实现纳秒级超快响应的潜力，能够大幅提升太赫兹通信与传感系统的速度与精度。
该研究成果于2026年3月6日发表在国际权威期刊《Science Advances》上。日本在强电体物理及量子材料领域长期处于世界前沿，此次突破正是其深厚基础研究的体现。对于中国光电子产业而言，这一新原理提供了超越传统热探测路径的替代方案，未来在6G通信、太赫兹成像及量子信息处理等高端领域，有望通过借鉴此类声子调控机制，加速国产高性能太赫兹探测器的研发进程，抢占下一代光电器件的技术制高点。