在電磁波譜中，太赫茲波段是當前最熱的研究范圍之一。據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)5月2日報道，美國圣母大學通過實驗證明了利用石墨烯原子層可以有效操控太赫茲電磁波，并制作了一臺基于石墨烯材料的太赫茲調(diào)制器樣機，為開發(fā)緊密高效且經(jīng)濟的太赫茲設(shè)備與操作系統(tǒng)開辟了廣闊舞臺。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光片的時候造成的潛在傷害更小，所提供的醫(yī)學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太赫茲波產(chǎn)生明顯反應(yīng)，而且可以調(diào)節(jié)，就給我們設(shè)計高性能太赫茲設(shè)備帶來了希望。而石墨烯正是理想的材料。”圣母大學電學工程系研究生貝拉迪·森賽爾-羅德里格斯說，石墨烯是僅有一個原子厚度的半導體材料，具有獨特的電學、機械力學和熱學性質(zhì)，在諸多領(lǐng)域都有著潛在的應(yīng)用價值，如最近開發(fā)的快速晶體管、柔性透明電子產(chǎn)品、光學設(shè)備，以及目前正在開發(fā)的太赫茲主動元件。
研究小組演示了他們用于概念論證而制作的第一臺樣機，這臺基于石墨烯材料的調(diào)制器，可在石墨烯內(nèi)部實現(xiàn)帶內(nèi)躍遷，是目前唯一能做到這一點的太赫茲設(shè)備。
該校電學工程系副教授邢慧麗（音譯）指出，石墨烯自發(fā)現(xiàn)以來，一直被當作新研究的理想平臺，但至今它在現(xiàn)實中還很少應(yīng)用，操控太赫茲波就是其應(yīng)用之一。在2006年時，他們曾想用二維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，今年是首次通過實驗證明了這種設(shè)備，并將進一步開展研究。(新華網(wǎng))