运用石墨烯和高温超导体，物理学家团队开发出一种设备，预期能够做为兆赫波（THz）放大器来使用，团队相信随着研究持续进行，将开启医疗、通信、卫星等多领域的新时代。
所谓的兆赫辐射（Terahertz, THz），指的是频率于 0.3-3 THz 范围的电磁波，在光谱中介于微波和红外线之间，由于有别与传统光源的特性，兆赫波被认为存在许多潜在用途，包含天文、通信、卫星应用都备受看好，在医疗领域中，甚至被认为可做为 X 光的安全、无害替代方法。
然而截至目前为止，由于仍难以制造出有效兆赫波产生源和灵敏探测器，兆赫波仍无法被有效运用，因此这一波段也被称为“兆赫波间隙”（Terahertz gap）。
在《物理评论快报》（Physical Review Letters）的最新论文中，物理学家运用石墨烯和高温超导体打造出一种新型的光学晶体管（optical transistor），能够检测、放大 THz 波使其可供应用。团队目前正持续开发设备，希望尽快准备好原型进行测试，并于一年内将放大器投入商业化生产。
▲ 团队设计的放大器由两层石墨烯和一个高温超导体组成。当兆赫波击中外层石墨烯，夹层内捕获的电子将能量附加于兆赫波上，进而放大反射的兆赫波。（Source：arXiv 论文）
研究作者、罗浮堡大学（Loughborough University）物理系教授 Fedor Kusmartsev 认为，这种设备将大幅改善现有技术，使科学家能够揭开有关人脑的更多资讯。
“宇宙中充满了兆赫辐射和讯号，所有生物都吸收并发射它，透过新开发的 THz 放大器，人们将得以发现自然界的许多奥秘，像是化学反应、生物工程的流程为何，大脑的运作和思考又是如何发挥作用等。”
Kusmartsev 指出，微波、红外线、可见光、X 光和其他带宽对于无数的科学和技术发展都至关重要，而兆赫辐射是最晚被人类采用的辐射频率，透过 THz 波独有的特性，成像、光谱学、断层扫描、医学诊断、健康监控、环境控制及化学和生物识别等广泛科学领域发展都有望获得大幅改善。
“我们开发的设备将使科学家和工程师能够利用新带宽，创造出下一代医疗设备、检测硬件和无线通讯技术”。
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（首图来源：shutterstock）
