在電磁波譜中，太赫茲波段是當(dāng)前最熱的研究范圍之一。據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月2日?qǐng)?bào)道，美國圣母大學(xué)通過實(shí)驗(yàn)證明了利用石墨烯原子層可以有效操控太赫茲電磁波，并制作了一臺(tái)基于石墨烯材料的太赫茲調(diào)制器樣機(jī)，為開發(fā)緊密高效且經(jīng)濟(jì)的太赫茲設(shè)備與操作系統(tǒng)開辟了廣闊舞臺(tái)。相關(guān)論文近日發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。
人們每天都在用著電磁能量，看電視、聽廣播、用微波爐做爆米花、用手機(jī)通話、拍X光片等，電子產(chǎn)品和無線電設(shè)備中的能量大部分是以電磁波形式傳輸?shù)摹Ｌ掌澆ㄌ幱谖⒉ê涂梢姽忸l率之間，在日常生活中有著重要應(yīng)用。比如在通訊設(shè)備中，用太赫茲波能攜帶比無線電波或微波更多的信息；在拍X光片的時(shí)候造成的潛在傷害更小，所提供的醫(yī)學(xué)和生物圖像分辨率也比微波更高。
“太赫茲技術(shù)前景光明，但一個(gè)最大的瓶頸問題是缺乏有效的材料和設(shè)備來操控這些能量波。如果有一種天然二維材料能對(duì)太赫茲波產(chǎn)生明顯反應(yīng)，而且可以調(diào)節(jié)，就給我們?cè)O(shè)計(jì)高性能太赫茲設(shè)備帶來了希望。而石墨烯正是理想的材料。”圣母大學(xué)電學(xué)工程系研究生貝拉迪·森賽爾-羅德里格斯說，石墨烯是僅有一個(gè)原子厚度的半導(dǎo)體材料，具有獨(dú)特的電學(xué)、機(jī)械力學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)，在諸多領(lǐng)域都有著潛在的應(yīng)用價(jià)值，如最近開發(fā)的快速晶體管、柔性透明電子產(chǎn)品、光學(xué)設(shè)備，以及目前正在開發(fā)的太赫茲主動(dòng)元件。
研究小組演示了他們用于概念論證而制作的第一臺(tái)樣機(jī)，這臺(tái)基于石墨烯材料的調(diào)制器，可在石墨烯內(nèi)部實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)躍遷，是目前唯一能做到這一點(diǎn)的太赫茲設(shè)備。
該校電學(xué)工程系副教授邢慧麗（音譯）指出，石墨烯自發(fā)現(xiàn)以來，一直被當(dāng)作新研究的理想平臺(tái)，但至今它在現(xiàn)實(shí)中還很少應(yīng)用，操控太赫茲波就是其應(yīng)用之一。在2006年時(shí)，他們?cè)胗枚S電子氣體來操控太赫茲波，去年他們論證了基于石墨烯的高性能設(shè)備，今年是首次通過實(shí)驗(yàn)證明了這種設(shè)備，并將進(jìn)一步開展研究。(新華網(wǎng))