CN115202076A - 一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，涉及电磁波发射和调控技术领域，包括发射装置和调控系统，发射装置和调控系统连接；调控系统用于向发射装置传输电流，通过电流调控发射装置发射的太赫兹波；发射装置包括由若干个编码单元构成的图案化阵列，发射装置用于发射太赫兹波，编码单元包括异质结，异质结由铁磁层和非铁磁层组成，铁磁层包括二维铁磁材料和铁磁金属，非铁磁层包括拓扑绝缘体、拓扑半金属和重金属；本发明中利用拓扑材料和二维铁磁材料材料分别作为发射装置非铁磁层和铁磁层材料，提高了发射装置的发射效率，本发明将太赫兹发射装置与调控系统电连接，实现了太赫兹波发射和调控一体化，减少了太赫兹波的传输损耗。

Description

一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件

技术领域

本发明涉及电磁波发射和调控技术领域，特别是涉及一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件。

背景技术

对于太赫兹调控，目前常用的最接近本方案的调控方法有数字编码的超表面，其原理为通过利用电磁场在单元结构两侧产生的相位以及幅度的突变特性，从而调控电磁波在空间中的相位以及幅度的分布。具体来说，编码超表面单元的工作状态可以由有限个二进制数值来表示，其单元结构可以由1-bit编码，2-bit编码甚至多bit编码构成。对于1-bit编码结构，可以由相位差为180°两种单元分别表示数字“0”和“1”，这些数字表征的单元结构在二维平面上以M×N的结构周期性排列，即有2^M×N种排列方式，每一种排列方式对应一种编码图案，实现一种调制功能。但发射模块与调控模块分离不仅会增强太赫兹波的传输损耗，还限制调控速度。

因此，本领域亟需一种能够降低损耗，提高调控速度和效率的太赫兹波调控的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，采用拓扑材料和二维铁磁材料等新兴材料分别作为发射装置的非铁磁层和铁磁层材料，将发射装置和调控系统一体化，不需要通过超表面来调控电磁波，而是通过控制编码单元上电流的大小和/或电流极性来调控太赫兹波，对太赫兹波进行低损耗、高速地调控，解决了现有调控技术中高传输损耗和低调控速度的问题，降低太赫兹波的损耗的同时提高了调控速度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，包括：

发射装置和调控系统；所述发射装置与所述调控系统一体化连接；

所述发射装置包括图案化阵列，所述图案化阵列包括若干个编码单元；所述发射装置用于发射太赫兹波，所述编码单元包括异质结；

所述异质结包括第一异质结或第二异质结；所述第一异质结从下往上依次由铁磁层和非铁磁层组合而成；所述第二异质结从下往上依次由非铁磁层、铁磁层和非铁磁层组成；所述铁磁层包括二维铁磁材料和铁磁金属，所述非铁磁层包括拓扑绝缘体、拓扑半金属和重金属。

所述调控系统用于通过控制所述若干个编码单元上电流的大小和/或控制所述若干个编码单元上的电流极性的改变来调控太赫兹波。

可选的，所述二维铁磁材料包括：Fe_xGeTe₂、CrTe₂中的一种；由于铁磁层和非铁磁层之间通过范德华力相互作用与相邻层结合，二维铁磁材料能够摆脱晶格匹配和兼容性的限制，并且二维铁磁材料能够获得界面处没有悬挂键且原子级别平整度的高质量界面，能够显著降低界面自旋损耗，在大幅提高发射效率的同时能够实现自旋太赫兹的高力学柔韧性与可集成化。

可选的，所述铁磁金属包括：Co、Fe和Ni中的一种或多种。

可选的，所述拓扑绝缘体包括：Bi₂Se₃、Bi₂Te₃、Bi_xSb_1-x、Sb₂Te₃和(Bi_xSb_1-x)₂Te₃中的一种或多种。

可选的，所述拓扑半金属包括：WTe₂、WSe₂、PtSe₂、PtTe₂。

拓扑材料因其表面存在着无有效质量的狄拉克电子态、强自旋极化电流以及大自旋霍尔角，在自旋太赫兹领域具有广阔的应用前景。

可选的，所述重金属包括：W、Ta和Pt中的一种或多种；由于重金属W和Ta具有较大的自旋霍尔角，且符号与拓扑材料相反，所以可结合拓扑材料与二维铁磁材料制备出三层自旋太赫兹发射结构，大幅提高自旋太赫兹源发射效率。

可选的，所述调控系统包括金属电极和FPGA；所述金属电极与FPGA连接。

可选的，所述发射装置还包括衬底，所述衬底包括绝缘体材料和半导体材料。

可选的，所述绝缘体材料包括氧化铝和玻璃。

可选的，所述半导体材料包括砷化镓、铌镁酸铅-钛酸铅和钛酸锶。

本发明还提供了一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件的太赫兹波的调控方法，包括：

控制产生照射于所述发射装置上的激光；

控制产生各所述编码单元对应的电流；所述电流用于输入其所对应的编码单元；

通过控制所述电流的大小和/或控制各所述编码单元上的电流极性的改变来调控太赫兹波。

可选的，所述控制产生照射于所述发射装置上的激光，包括：控制激光发射器产生照射于所述发射装置上的激光。

可选的，所述激光为飞秒激光。

可选的，所述通过控制所述电流的大小和/或控制各所述编码单元上的电流极性的改变来调控太赫兹波，具体包括：

通过改变输入到各所述编码单元上的电流的大小和/或改变编码单元上的电流极性来调控太赫兹波的波形、相位和幅值。所述极性为所述电流在各所述编码单元上的传输方向。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，包括发射装置和调控系统，发射装置包括由若干个编码单元构成的图案化阵列，发射装置用于发射太赫兹波，编码单元包括异质结，异质结由铁磁层和非铁磁层组成，铁磁层包括二维铁磁材料和铁磁金属，非铁磁层包括拓扑绝缘体、拓扑半金属和重金属。本发明中发射装置和调控系统一体化，实现了太赫兹波发射和调控一体化，减少了太赫兹波的传输损耗，不需要通过超表面来调控电磁波，而是通过调控系统控制编码单元上电流的大小和/或控制编码单元上的电流极性的改变来调控太赫兹波，从而对太赫兹波进行低损耗、高速地调控，解决了现有调控技术中高传输损耗和低调控速度的问题，降低太赫兹波的损耗的同时提高了调控速度。同时，本发明中利用拓扑材料和二维铁磁材料等新兴材料分别作为发射装置非铁磁层和铁磁层材料，提高了发射装置的发射效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明通过自旋轨道矩效应对由第一异质结组成的编码单元进行相位调控示意图；

图2为本发明通过由第一异质结组成的编码单元对太赫兹波空间波束调控示意图；

图3为本发明通过自旋轨道矩效应对由第二异质结组成的编码单元进行相位调控示意图；

图4为本发明通过由第二异质结组成的编码单元对太赫兹波空间波束调控示意图；

图5为本发明提供的太赫兹波调控方法流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供能够降低损耗，提高调控速度的数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件。

对于太赫兹发射，目前常用的最接近本方案的THz源有光电导天线太赫兹源和其他自旋太赫兹源。其中，光电导天线太赫兹源由半导体衬底和电极组成，其工作原理为一束超短脉冲激光聚焦到电极之间的半导体材料上，如果激光光子能量大于半导体衬底材料的能隙宽度，则电子就可以被激发到导带上形成光生载流子，这些光生载流子在偏置电场的作用下运动，在激光穿透深度范围内形成瞬时变化的电流，进而辐射出太赫兹波；对于自旋太赫兹源，一般是由铁磁材料/非铁磁材料异质结组成，其工作原理为当飞秒激光脉冲照射铁磁/非铁磁异质双层膜时，在铁磁层中激发出超快自旋流，当自旋流进入重金属层时，逆自旋霍尔效应使其转变成瞬时电荷流，从而辐射出太赫兹波。

对于太赫兹调控，目前常用的最接近本方案的调控方法有数字编码的超表面，其原理为通过利用电磁场在单元结构两侧产生的相位以及幅度的突变特性，从而调控电磁波在空间中的相位以及幅度的分布。具体来说，编码超表面单元的工作状态可以由有限个二进制数值来表示，其单元结构可以由1-bit编码，2-bit编码甚至多bit编码构成。对于1-bit编码结构，可以由相位差为180°两种单元分别表示数字“0”和“1”，这些数字表征的单元结构在二维平面上以M×N的结构周期性排列，即有2^M×N种排列方式，每一种排列方式对应一种编码图案，实现一种调制功能。

自旋太赫兹源目前仍处于研究阶段，在机理探究、性能优化、与太赫兹调控技术结合等方面仍存在着明显不足，需要进一步的研究与探索。

对于太赫兹调控，首先，发射模块与调控模块分离不仅会增强电磁波的传输损耗，还将限制调控速度，不利于系统的小型化和集成化；其次，目前的编码超表面仍存在局限性，如图案固定，一套光刻版只适用于一种编码方式；基于FPGA的编码超表面则无法避免直接偏置“开”状态所引入的巨大静态损耗。

基于以上对现有技术的分析，本发明实施例提供了以下技术方案：

实施例1：

本实施例提供了一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，包括：

发射装置和调控系统；发射装置与调控系统一体化连接；调控系统用于通过控制编码单元上电流的大小和/或控制编码单元上的电流极性的改变来调控太赫兹波。本实施例中，一体化是指将包括FPGA和金属电极的调控系统和发射装置设置在一起，调控系统包括发射装置，在发射太赫兹波的同时能够对太赫兹波进行调控。

调控系统包括金属电极和FPGA；金属电极与FPGA连接，FPGA通过金属电极与发射装置相连，如图1所示。

发射装置包括图案化阵列，图案化阵列包括若干个编码单元；发射装置用于发射太赫兹波，编码单元包括异质结，如图2所示；

异质结包括第一异质结或第二异质结；第一异质结从下往上依次由铁磁层和非铁磁层组合而成；铁磁层与非铁磁层集成设置在衬底上，如图2所示。本实施例中的第一异质结中铁磁层与非铁磁层在衬底上按照非铁磁层、铁磁层的顺序进行薄膜生长。本实施例中，非铁磁层的自旋霍尔角符号相反

第二异质结从下往上依次由非铁磁层、铁磁层和非铁磁层组成，非铁磁层、铁磁层和非铁磁层集成设置于衬底上，如图3和图4所示。本实施例中的第二异质结中铁磁层与非铁磁层在衬底上按照非铁磁层、铁磁层和非铁磁层的顺序进行薄膜生长。

铁磁层包括二维铁磁材料和铁磁金属，非铁磁层包括拓扑绝缘体、拓扑半金属和重金属。本实施例中，铁磁层和非铁磁层的组成材料包括现有的太赫兹波发射技术和超表面调控技术所采用的材料。

其中，二维铁磁材料包括：Fe_xGeTe₂、CrTe₂中的一种；由自旋太赫兹发射原理可知，选择自旋霍尔角大的非铁磁材料和自旋极化率高的铁磁材料有利于提高太赫兹发射效率。常见的铁磁金属及其合金已作为铁磁层材料广泛应用在自旋太赫兹源的研发中；由于铁磁层和非铁磁层之间通过范德华力相互作用与相邻层结合，二维铁磁材料能够摆脱晶格匹配和兼容性的限制，并且二维铁磁材料能够获得界面处没有悬挂键且原子级别平整度的高质量界面，能够显著降低界面自旋损耗，在大幅提高发射效率的同时能够实现自旋太赫兹的高力学柔韧性与可集成化。

铁磁金属包括：Co、Fe和Ni中的一种或多种。本实施例中，铁磁金属还包括：Co、Fe和Ni及其合金。

拓扑绝缘体包括：Bi₂Se₃、Bi₂Te₃、Bi_xSb_1-x、Sb₂Te₃和(Bi_xSb_1-x)₂Te₃中的一种或多种。本实施例中，拓扑绝缘体包括Bi₂Se₃、Bi₂Te₃、Bi_xSb_1-x、Sb₂Te₃和(Bi_xSb_1-x)₂Te₃以及它们的合金。

拓扑半金属包括：WTe₂、WSe₂、PtSe₂、PtTe₂。

拓扑材料因其表面存在着无有效质量的狄拉克电子态、强自旋极化电流以及大自旋霍尔角，在自旋太赫兹领域具有广阔的应用前景。

重金属包括：W、Ta和Pt中的一种或多种；由于重金属W和Ta具有较大的自旋霍尔角，且符号与拓扑材料和相反，所以可结合拓扑材料与二维铁磁材料制备出三层自旋太赫兹发射结构，大幅提高自旋太赫兹源发射效率。本实施例中，重金属包括W、Ta和Pt以及它们的合金。

衬底包括绝缘体材料和半导体材料。绝缘体材料包括氧化铝和玻璃。半导体材料包括砷化镓、铌镁酸铅-钛酸铅和钛酸锶。

本实施例提供的数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，其技术原理及改进点主要包括：

本实施例选用拓扑材料，如拓扑绝缘体(Bi₂Se₃，Bi₂Te₃，Bi_xSb_1-x，Sb₂Te₃，(Bi_xSb_1-x)₂Te₃及其合金)、拓扑半金属(WTe₂、WSe₂、PtSe₂、PtTe₂)、自旋霍尔角较大的重金属(W、Ta、Pt等)作为非铁磁层材料，二维铁磁材料(Fe_xGeTe₂、CrTe₂)、铁磁金属(Co、Fe、Ni等及其合金)作为铁磁层材料，制备出双层或三层异质结的自旋太赫兹源。

由自旋太赫兹发射原理可知，选择自旋霍尔角大的非铁磁材料和自旋极化率高的铁磁材料有利于提高太赫兹发射效率。常见的铁磁金属及其合金已作为铁磁层材料广泛应用在自旋太赫兹源的研发中；由于通过较弱的范德华力相互作用与相邻层结合，二维铁磁材料可摆脱晶格匹配和兼容性的限制，同时，二维铁磁材料能够获得界面处没有悬挂键且原子级别平整度的高质量界面，有望显著降低界面自旋损耗，在大幅提高发射效率的同时可实现自旋太赫兹的高力学柔韧性与可集成化；拓扑材料因其表面存在着无有效质量的狄拉克电子态、强自旋极化电流以及大自旋霍尔角在自旋太赫兹领域天然具有广阔的前景；由于重金属W和Ta具有较大的自旋霍尔角，也可作为非铁磁层材料，且符号与拓扑材料和Pt等铁磁材料相反，所以可结合拓扑材料与二维铁磁材料制备出三层自旋太赫兹发射结构，大幅提高自旋太赫兹源发射效率。

本实施例提出的数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.利用自旋源替代传统的太赫兹源，具有成本低、可大批量生产、室温工作等优势，其中，本实施例中利用拓扑材料和二维铁磁材料等新兴材料分别作为自旋源非铁磁层和铁磁层材料，提高了自旋源的发射效率和可集成化，推动了片上太赫兹多功能器件的发展进程。

2.利用自旋轨道矩效应对太赫兹的波形、幅度和相位进行超快调控，并对单元器件的调控提出了数字编码的形式。

3.将太赫兹发射模块与调控模块完美融合，极大地提高了太赫兹器件与系统的集成度，缩小了系统的规模。

4.将自旋太赫兹源与编码相控阵结合，实现数字可编程的片上太赫兹超快调控，灵活可控地实现波束赋形。

实施例2：

本实施例提供了一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件的调控方法，参见图5，包括：

S1：控制产生照射于所述发射装置上的激光。

本实施例中控制激光发射器产生照射于发射装置上的激光。激光为飞秒激光。

S2：控制产生各编码单元对应的电流；电流用于输入其所对应的编码单元。

S3：通过控制电流的大小和/或控制各编码单元上的电流极性的改变来调控太赫兹波。包括：通过改变输入到各编码单元上的电流的大小和/或改变编码单元上的电流极性来调控太赫兹波的相位、幅值和波形。

本实施例采用自旋轨道矩效应作为太赫兹的调控手段，调控系统通过控制若干个编码单元上电流的大小和/或控制若干个编码单元上的电流极性的改变来调控太赫兹波，并对辐射出的太赫兹波进行编码，不同的编码对应不同的电流，

自旋轨道矩效应基于自旋轨道耦合，利用电荷流诱导的自旋流来产生自旋轨道矩，进而达到操纵磁矩方向的目的。根据自旋太赫兹发射原理可知，铁磁层内部磁矩大小和方向直接影响太赫兹幅度大小与相位，故从理论上来看，自旋轨道矩效应在实现片上超快调控太赫兹方面具有巨大潜力；由于磁矩指向将直接影响太赫兹辐射相位，一般来说，磁矩方向有平行和反平行两个状态，即辐射出的太赫兹相位差最大为180°，那么编码“0”或“1”可以通过调控磁矩的翻转进而操控太赫兹相位差为180°的两个态来实现。

其中θ是波面矢量偏离z轴的角度，

是波面矢量偏移x轴的角度，

是单个单元的辐射的波形，m代表单元的横坐标，n代表单元的纵坐标，N代表图案化阵列每个边具有的单元的个数，

是单个单元的相移，D是单元距离，k是角波数。

如上述公式所表述，调控系统传输电流到编码单元上，通过调控系统控制若干个编码单元上电流的大小和/或控制若干个编码单元上的电流极性，电流大小的改变或编码单元上电流极性的改变都会使编码单元中的电磁层中的磁矩方向的改变，利用自旋轨道矩对磁矩的调控，使得磁矩翻转，从而引入各单元的绝对相移，实现对波束形状的控制。本实施例突破现有技术中发射模块与调控模块分离的现状，通过自旋轨道矩效应和超表面实现太赫兹发射与调控一体化，实现片上的超快速调控。

本实施例突破传统薄膜化的发射方法，对发射装置进行图案设计，实现多维度的太赫兹调控。

首先，合理的图案设计将在太赫兹出射的同时对太赫兹的波形、幅度和相位进行有效的控制；其次，通过设计图案后，本实施例中可通过控制各单元磁矩翻转进而达到调控太赫兹的目的；更重要的是，同时设计各单元的摆放位置，实现太赫兹波的空间波束调控。

对于发射装置，调控手段主要是基于自旋轨道矩效应，通过调控系统向编码单元输入电流，通过控制电流来控制铁磁层中磁矩的翻转，通过调控发射装置中铁磁层磁矩进而达到辐射出太赫兹的波形、幅值和相位，具体包括，当输入到编码单元上的电流为正向电流时，随着电流幅值的增大，铁磁层中的磁矩进行正向翻转的编码单元的数量就会增多，发生磁矩翻转的编码单元的数量与未发生磁矩翻转的编码单元的数量均会随着电流幅值的变化而变化，并且，发生磁矩翻转的编码单元辐射出的太赫兹波的波形、幅值和相位与未发生翻转的编码单元辐射出太赫兹波不同，这样，通过控制电流的幅值和传输方向来控制编码单元是否发生磁矩翻转，进而控制不同的编码单元辐射出的太赫兹波的幅值和相位。

输入电流进入自旋源阵列(即图案化阵列)的各个编码单元，每个编码单元是条纹图案，由一排长条组成。输入电流电平减去累积施加电平称为历史电平，当历史电平为高电平时，条纹磁矩正向翻转，产生绝对相位为180的太赫兹辐射，反之为低电平，条纹磁矩负向翻转，产生绝对相位为0的太赫兹辐射。

由于单元内长条排布相近，认为无相位差，当历史电平增加时，长条中磁矩取向电平极性的个数增加，太赫兹辐射强度增加。输入各条纹单元的输入电平都是同等大小的，但各个时刻通入的电流幅值不等，实现幅度变化。

自旋源阵列又由多个条纹单元组成，且每个单元存在相位各异的小长条辐射，辐射的太赫兹波干涉后形成波束。

同时，各图案之间由于距离引起的相位延迟也将影响出射太赫兹的相位；对于阵列化图案，根据超表面的调控原理，各发射单元由于内部磁矩指向不同而导致所辐射出的太赫兹相位不同，相位叠加后产生波束，从而实现空间波束调控。

下面将结合具体的示例对本申请数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件及调控方法进行说明。具体包括：

经过微纳工艺技术制备出图案化发射阵列器件，发射器件由M×N的阵列组成，阵列中每一编码单元由两层(铁磁/非铁磁)或三层结构(非铁磁/铁磁/非铁磁)组成，其中，在800nm或1560nm飞秒激光的照射下，该器件辐射出宽带太赫兹(频带宽度在0～3THz范围内)，同时，通过FPGA对各单元器件输入适当的不同幅值的电流(-30mA/cm²～30mA/cm²)，电流施加于金属电极上，进而将电流施加于各个编码单元上，控制若干个编码单元上电流的大小和/或控制若干个编码单元上的电流极性改变，利用自旋轨道矩效应控制各单元内部的磁矩指向，来调控各单元辐射出的太赫兹相位。最终，不同相位的太赫兹干涉后在空间中实现波束赋形；通过改变各单元器件的输入电流幅值及相位，实现空间波束的超快调控，完成发射和调控单元完美融合。

通过微纳工艺(光刻、刻蚀、电子束蒸发等)制备出所需的图案化阵列；基于太赫兹时域光谱系统对阵列图案进行太赫兹发射实验来确定器件性能；确定激光照射到发射装置上后，产生的太赫兹波是否满足调控的要求。基于磁光克尔系统对各单元进行自旋轨道矩翻转，确定各单元对应的翻转电流范围；通过编程实现FPGA对各单元器件的控制；最后基于太赫兹时域光谱系统，通过对各单元按照编码形式输入不同的电流大小(如011000…编码对应电流方波幅值为-A+A+A-A-A-A...)，使各单元辐射出不同相位的太赫兹，并利用角度可控的探测系统对空间各点的太赫兹强度进行探测来明确波束在空间中的分布情况，进而验证本实施例对波束空间的超快调控作用。此方法创造性地将发射模块与调控模块集成，实现超快的数字可编程波束调控，价格低廉，效果明显。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，其特征在于，包括：发射装置和调控系统；所述发射装置与所述调控系统一体化连接；

所述发射装置包括图案化阵列，所述图案化阵列包括若干个编码单元；所述发射装置用于发射太赫兹波，所述编码单元包括异质结；

所述异质结包括第一异质结或第二异质结；所述第一异质结从下往上依次由铁磁层和非铁磁层组合而成；所述第二异质结从下往上依次由非铁磁层、铁磁层和非铁磁层组成；所述铁磁层包括二维铁磁材料和铁磁金属，所述非铁磁层包括拓扑绝缘体、拓扑半金属和重金属；

所述调控系统用于通过控制所述若干个编码单元上电流的大小和/或控制所述若干个编码单元上的电流极性的改变来调控太赫兹波。

2.根据权利要求1所述的数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，其特征在于，所述二维铁磁材料包括：Fe_xGeTe₂、CrTe₂中的一种；

所述铁磁金属包括：Co、Fe和Ni中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，其特征在于，所述拓扑绝缘体包括：Bi₂Se₃、Bi₂Te₃、Bi_xSb_1-x、Sb₂Te₃和(Bi_xSb_1-x)₂Te₃中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，其特征在于，所述拓扑半金属包括：WTe₂、WSe₂、PtSe₂、PtTe₂。

5.根据权利要求1所述的数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，其特征在于，所述重金属包括：W、Ta和Pt中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件，其特征在于，所述调控系统包括金属电极和FPGA；所述金属电极与FPGA电连接。

7.根据权利要求1-6所述的数字可编程的阵列化自旋太赫兹源器件的太赫兹波的调控方法，其特征在于，包括：

控制产生照射于所述发射装置上的激光；

控制产生各所述编码单元对应的电流；所述电流用于输入其所对应的编码单元；

通过控制所述电流的大小和/或控制各所述编码单元上的电流极性的改变来调控太赫兹波。

8.根据权利要求7所述的调控方法，其特征在于，所述控制产生照射于所述发射装置上的激光，包括：控制激光发射器产生照射于所述发射装置上的激光。

9.根据权利要求7所述的调控方法，其特征在于，所述激光为飞秒激光。

10.根据权利要求7所述的调控方法，其特征在于，所述通过控制所述电流的大小和/或控制各所述编码单元上的电流极性的改变来调控太赫兹波，具体包括：

通过改变输入到各所述编码单元上的电流的大小和/或改变编码单元上的电流极性来调控太赫兹波的相位、幅值和波形。

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