امواج با طول موج چند تراهرتز نامرئی هستند. این امواج در انتهای طیف مادون قرمز قرار دارد که برای تشخیص مواد منفجره در فرودگاه‌ها و طراحی دارو برای سرطان پوست بسیار مفید هستند. اخیرا، برای اولین بار، محققان آزمایشگاه ملی لورنس در برکلی با همکاری همتایان خود در دانشگاه کالیفرنیا موفق شدند دستگاهی از جنس گرافن بسازند که نسبتا به این امواج بسیار حساس بوده و در برابر آن پاسخ می‌دهند.
ابزاری برای شناسایی امواج تراهرتزی
امواج با طول موج چند تراهرتز نامرئی هستند. این امواج در انتهای طیف مادون قرمز
قرار دارد که برای تشخیص مواد منفجره در فرودگاه‌ها و طراحی دارو برای سرطان پوست
بسیار مفید هستند. اخیرا، برای اولین بار، محققان آزمایشگاه ملی لورنس در برکلی با
همکاری همتایان خود در دانشگاه کالیفرنیا موفق شدند دستگاهی از جنس گرافن بسازند که
نسبتا به این امواج بسیار حساس بوده و در برابر آن پاسخ می‌دهند.
در این دستگاه از روبان‌های گرافنی استفاده شده است. با تغییر پهنای این روبان‌ها و
تغییر مقدار بار موجود روی آنها می‌توان نوسانات الکترون را تحت کنترل در آورد. نام
این نوسانات پلاسمون است که مشابه ایجاد رنگ روی شیشه‌ها است. پلاسمون، به امواج
نور مرئی با فرکانس بالا روی نانوساختارهای فلزی سه بعدی اطلاق می‌شود. اندازه و
شکل نانوذرات تعیین کننده فرکانس این نوسانات است. از آنجایی که گرافن ماده‌ای دو
بعدی است و الکترون‌ها قادرند تنها در دو بعد به حرکت درآیند بنابراین پدیده
پلاسمون تنها در فرکانس‌های پایین رخ می‌دهد.
طول موج تراهرتز در ابعاد چند صد میکرومتری اتفاق می‌افتد، روبان‌های گرافنی در این
دستگاه بین یک تا چهار میکرومتر عرض دارند.
در گرافن دو بعدی، الکترون‌ها جرم اندکی داشته و در برابر میدان الکتریکی بسیار
سریع پاسخ می‌دهند. فرکانس پلاسمون، نوسانات این الکترون‌ها، به‌سرعت حرکت الکترون‌ها
و بازگشت آنها به‌جای اولیه بستگی دارد. زمانی که یک پرتو با فرکانس مشابه مورد
استفاده قرار گیرد، برانگیختگی رزونانسی اتفاق افتاده و افزایش قابل ملاحظه‌ای در
قدرت نوسانات مشاهده می‌شود. از آنجایی که فرکانس این نوسان توسط پهنای روبان مشخص
می‌شود، با تغییر این پهنا می‌توان سیستم را به‌نحوی تنظیم کرد که فرکانس‌های مشخصی
را جذب کند.
با افزایش مقدار حمل کننده‌ها، الکترون و حفره، می‌توان قدرت جفت شدن نور و پلاسمون
را تقویت کرد. یکی از مزایای گرافن آن است که می‌توان مقدار حمل‌کننده‌ها را در سطح
آن به‌دلخواه تغییر دارد. برای این کار باید یک میدان الکتریکی خارجی به آن اعمال
کرد که به این کار تقویت الکترواستاتیک گفته می‌شود.
برای ساخت این دستگاه محققان از راهبرد فوق استفاده کردند تا در نهایت دستگاهی
ساخته شد که می‌تواند به امواج تراهرتز پاسخ دهد.
برای تولید روبان‌های گرافنی، کربن را روی یک بستر مسی نشست داده و سپس محصول به‌وجود
آمده را بر روی یک ویفر اکسید سیلیکون منتقل می‌کنند. یک ژل یونی حاوی نقطه اتصال
روی آن قرار داده می‌شود تا بتوان از طریق آن ولتاژ سطح گرافن را تغییر داد.
نتایج این تحقیق در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.
