یک گروه تحقیقاتی موفق شده است با استفاده از گرافن، امواج تراهرتز را دستکاری کند. مدتها بود که محققان به دنبال روشی برای دستکاری این امواج بودند. نتایج این کار میتواند منجر به تحقق رویای استفاده از این امواج در دستگاهها شود.
مردم هر روز از انرژی الکترومغناطیس استفاده میکنند این انرژی در ادوات الکترونیکی بیسیم به صورت موج حرکت میکند. یکی از بخشهای داغ در طیف الکترومغناطیس، بخش تراهرتز است. این امواج بین ماکرویو و فرکانس نوری قرار دارند که میتوانند موجب بهبود عملکرد برخی دستگاهها شوند. برای مثال امواج تراهرتز اطلاعات بیشتری را نسبت به ماکرویو حمل میکنند. همچنین این امواج قدرت تفکیک بیشتری در تصاویر دارند، در حالی که خطر کمتری نسبت به پرتو اشعه ایکس دارد. محققان دانشگاه «نوتردام» نشان دادند که میتوان با استفاده از لایههای گرافن امواج الکترومغناطیسی تراهرتز را دستکاری کرد. نتایج این تحقیق در نشریه «Nature Communications» به چاپ رسیده است.
«براردی سنسال رودریگوز» از محققان این پروژه میگوید: مانع اصلی در سر راه فناوری تراهرتز فقدان مادهای کارا برای دستکاری امواج این طیف است؛ داشتن مادهای دو بعدی، مستحکم و قابل تنظیم مانند گرافن میتواند فرصت تازهای برای طراحی ادوات تراهرتز ارائه کند.
این گروه تحقیقاتی موفق شده اولین دستگاه تلفیق کننده تراهرتز مبتنی بر گرافن را بسازند. گرافن مادهای نیمههادی به ضخامت یک اتم است که دارای خواص الکترونیکی، مکانیکی و حرارتی منحصر به فردی است. از این ماده میتوان برای تولید ترانزیستورهای سریع، قطعات الکترونیکی شفاف و انعطافپذیر، ادوات نوری و قطعات فعال تراهرتز استفاده کرد.
«زانگ» از محققان این پروژه میگوید: گرافن هسته اصلی این فناوری است. دو دانشمند بریتانیایی به دلیل کار بر روی این ماده در سال ۲۰۱۰ جایزه نوبل دریافت کردند. با این حال هنوز این ماده به شکل جدی در محصولات تجاری وارد نشده است. استفاده از گرافن در دستکاری امواج تراهرتز یکی از حوزههایی است که گرافن میتواند در آن نقشآفرین باشد. در مقالهای که اخیر ما به چاپ رساندیم اولین تلاشها برای تحقق این رویا را گزارش کردیم. سال قبل در مقالهای که در نشریه «Applied Physics Letters» به چاپ رساندیم، امکان انجام چنین کاری را پیش بینی کرده بودیم. نتایج این پروژه میتواند منجر به تولید ادواتی با عملکرد بهتر شود.
«زانگ» میافزاید: ایده استفاده از یک گاز الکترونی دو بعدی برای دستکاری امواج تراهرتز به سال ۲۰۰۶ برمیگردد که من و پروفسور «جین» روی آن کار میکردیم. این کار به جایی نرسیده بود تا این که «مایکل»، «لی» و «براردی» به ما پیوستند و این ایده رنگ واقعیت به خود گرفت.