近十年来,拓扑材料逐渐成为物理学、材料科学和电子学领域的一个研究热点,其中包括拓扑绝缘体和拓扑半金属。这些拓扑材料中的拓扑量子态受了各种对称性的保护,因此不易受外界环境的影响,这也为自旋电子学和拓扑量子计算提供了潜在的应用。拓扑半金属是基于电子波函数的拓扑性质应用于无能隙体系而发现的,在其体内和表面都具有独特的能带和自旋结构。本论文主要通过实验发现了拓扑外尔半金属TaAs存在很强的手性超宽带太赫兹波辐射,并对其产生的物理原理进行了阐述。外尔半金属具有明显的手性费米子和自旋结构。这些手性费米子在脉冲激光的激发下可以引起新奇的载流子响应,进而导致新的光学现象。光电流的产生和调控对量子光电器件的研发非常重要,尤其是跃迁选择定则的参与使得绝热利用电子的电荷与自旋自由度成为可能。本文主要涉及利用时间分辨的方法研究拓扑半金属中的超快光电流及其太赫兹发射谱。通过高时间分辨超快光电流测量分析出不同的微观机制对光电流的贡献。由于超快光电流能够产生太赫兹辐射,所以我们可以通过测量材料所产生的太赫兹发射谱来研究材料中的超快光电流。同时,我们可以对外部调控因素,即光极化,光能量等来探究对太赫兹时域谱的影响。本文重点讨论了外尔半金属TaAs能够产生稳定可调的超宽带手性相干太赫兹辐射,可作为手性太赫兹波宽带源。超快光电流可以由不同偏振的激发光来控制,从而最终产生不同手性的太赫兹。其物理机制有两个不同来源,即与极化相关的分量来源于光电效应和与极化无关的分量来源于热效应。两种不同物理效应在时域上存在时间延迟,造成相位差而导致光电流或太赫兹的手性。在近红外区域,由于圆偏振光电流效应的原因,手性的外尔费米子在倾斜的各向异性外尔锥和体带之间的选择性光学跃迁过程中,相对能带速度发生了非常大的变化,对应的电流强度与入射光光子能量的依赖关系满足:J(?)?1/?。我们的工作揭示了外尔半金属受到高能光激发,参与光跃迁的线性外尔能带对巨大的超快光电流产生起到了关键作用。我们上述发现对今后利用量子材料制造手性光源提供了全新的设计概念,并为利用外尔物理研发超快光电子器件开辟了新的道路。