日内瓦大学 该实验装置将红外和太赫兹辐射聚焦在磁场中的纯石墨烯小样本上，由UNIGE团队建造
信用:UNIGE，Ievgeniia Nedoliuk 利用磁场或电场控制红外和太赫兹波的能力是物理学中最大的挑战之一，它可能会给光电、电信和医学诊断带来革命性的变化
2006年的一个理论预测，在磁场中使用石墨烯——一种单原子碳原子层——应该是可能的，不仅可以按需吸收太拉赫辐射和红外光，还可以控制圆偏振的方向
来自瑞士日内瓦大学和曼彻斯特大学的研究人员成功地测试了这一理论，并取得了预期的结果
这项将发表在《自然纳米技术》杂志上的研究表明，科学家们找到了一种控制红外和太赫兹波的有效方法
这也表明石墨烯正在兑现其最初的承诺，并正在成为未来的材料，无论是在地球上还是在太空中
“有一类所谓的狄拉克材料，其中的电子表现得好像它们没有质量，类似于光粒子，光子，”阿列克谢·库兹曼科解释说，他是美国大学科学学院量子物质物理系的研究员，与伊夫根尼亚·内多利克一起进行了这项研究
其中一种狄拉克材料是石墨烯，一种排列成蜂窝状结构的单层碳原子，与用来制造铅笔的石墨有关
石墨烯和光之间的相互作用表明，这种材料可以用来控制红外和太赫兹波
这位驻日内瓦的研究员指出，“这将是光电子学、安全、电信和医学诊断向前迈出的一大步。”
通过实验支持旧理论 2006年的一项理论预测假设，如果将狄拉克材料置于磁场中，它将产生非常强的回旋共振
“当一个带电粒子在磁场中时，它在圆形轨道上运动，并吸收轨道或回旋频率的电磁能量，例如，它发生在欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机上，”阿列克谢·库兹曼科解释说
“当粒子带电荷但没有质量时，就像石墨烯中的电子一样，光的吸收达到最大！” 为了证明这种最大吸收，物理学家需要一种非常纯的石墨烯，这样长距离传输的电子就不会散射到杂质或晶体缺陷上
但是这种纯度和晶格有序度是很难达到的，只有当石墨烯被封装在另一种二维材料——氮化硼中时才能达到
天合联盟的研究人员与安德烈·盖姆领导的曼彻斯特大学团队合作，开发出了极其纯净的石墨烯样品。安德烈·盖姆是2010年诺贝尔物理学奖的获得者，他发现了石墨烯
对于这种石墨烯来说，这些样品非常大，但是太小了，无法用成熟的技术来量化回旋共振
这就是为什么日内瓦的研究人员建立了一个特殊的实验装置，将红外和太赫兹辐射集中在磁场中的纯石墨烯小样本上
"实验结果证实了2006年的理论！"Alexey Kuzmenko补充道
定制控制极化 结果首次证明，如果使用一层纯石墨烯，确实会产生巨大的磁光效应
“红外光的最大可能磁吸收现在是在单原子层中实现的，”库兹门科说
此外，物理学家发现可以选择吸收哪个圆偏振——左还是右
“天然或固有的石墨烯是电中性的，吸收所有光，无论其偏振如何
但如果我们引入正电荷或负电荷的载流子，我们可以选择吸收哪种极化，这在红外和太赫兹波段都有效，”这位科学家继续说道
这种能力起着至关重要的作用，尤其是在制药行业，某些关键药物分子根据偏振方向与光相互作用
有趣的是，这种控制被认为有希望在外行星上寻找生命，因为有可能观察到生物物质固有的分子手性特征
最后，物理学家发现，要观察到太赫兹范围内的强效应，施加磁场就足够了，这种磁场可以由廉价的永磁体产生
既然这个理论已经被证实，研究人员将继续研究太赫兹和红外光的磁可调光源和探测器
石墨烯继续给他们带来惊喜
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