行使磁场或电场来掌握红外线和太赫兹波的能力是物理学中一个伟大挑战，它或者彻底改变光电子、电信和医学诊断。之前理论展望石墨烯（一种由碳原子构成的单原子层）在磁场中不光能够凭据需要接收太赫兹和红外光，还能够掌握圆偏振的偏向。瑞士日内瓦大学和曼彻斯特大学的研究人员成功地验证了这一理论，并取得了预期的究竟，这项将揭橥在《天然纳米手艺》上的研究表明：
科学家们发现了一种掌握红外线和太赫兹波的有效方式。这也表明石墨烯正在“履行其最初的承诺”，并成为将来的材料，无论是在地球上照样在太空中。存在一类所谓的狄拉克材料，个中电子的行为就像它们没有质量一般，雷同于光粒子，光子，狄拉克材料之一是石墨烯，一种分列成蜂窝状构造的单层碳原子，与用于建造铅笔的石墨有关。石墨烯和光之间的互相感化表明，这种材料能够用来掌握红外线和太赫兹波。这将是光电子、平安、电信和医疗诊断范畴向前迈出的一大步。
经由实验来支撑旧理论
先前理论展望假设，若是将狄拉克材料置于磁场中，它将发生很强的盘旋共振。当一个带电粒子在磁场中，它在一个圆形轨道上活动，并接收轨道上的电磁能量，或盘旋加快器的频率，例如它发生在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机。当粒子带电荷但没有质量时，好比石墨烯中的电子，光的接收就会达到最大值！为了证实这种最大接收率，物理学家们需要一种非常纯的石墨烯，如许长距离活动的电子就不会涣散在杂质或晶体缺陷上。
但这种纯度和晶格顺序很难获得，只有当石墨烯被封装在另一种二维材料——氮化硼中时才能获得。UNIGE的研究人员与曼彻斯特大学Andre geim向导的研究小组合作，斥地了极其纯净的石墨烯样品。Andre geim是诺贝尔物理学奖得主，因为发现了石墨烯，这些样品对于这种石墨烯来说非常大，然则太小，无法用成熟的手艺来量化盘旋共振。这就是为什么日内瓦的研究人员竖立了一个特别的实验装配，将红外线和太赫兹辐射集中在磁场中纯石墨烯的小样本上，实验究竟证实了理论展望。
按需掌握
究竟首次证实，若是使用一层纯石墨烯，的确会发生伟大的磁光效应。今朝，红外光最大或者的磁接收是在单原子层中实现。此外，物理学家发现，能够选择哪一种圆偏振（左旋照样右旋）应该被接收。自然或本征石墨烯是电中性的，能接收所有光线，无论其极化水平若何。然则若是引入带电载体，无论是正极照样负极，都能够选择哪一种极化被接收，这在红外波段和太赫兹波段都是有效的。
这种能力施展着至关主要的感化，稀奇是在制药行业，某些要害药物分子与光的互相感化取决于偏振偏向。有趣的是，这种掌握被认为有进展在系外行星上寻找生命，因为能够视察到生物物质固有的分子手性特征。最后，物理学家们发现，要视察太赫兹局限内的强效应，只需施加磁场就充沛了，而廉价的永磁体已经能够发生磁场。如今这一理论已经获得证实，研究人员将持续研究可调磁源以及太赫兹和红外光探测器。
