太赫茲(Terahertz，簡稱THz) 波是指頻率介于紅外和微波之間的電磁波，故對其研究手段由電子學理論逐漸過渡為光子學理論。太赫茲波綜合了電子學和光子學的優越性能，具有很多不同于其他電磁波的特殊性質。也正是這些特性，使之成為當前科技界最熱鬧的前沿領域之一。

當前的商用手機無線充電技術并不成熟，無法給客戶端設備充電帶來真正的方便。麻省理工（MIT）在3月27日公布了一項研究成果，研究人員通過將石墨烯和氮化硼相結合的整流器，將太赫茲波轉化為直流電，從而實現實用的無線充電。

MIT材料實驗室的Hiroki Isobe利用之前的研究成果，他發現利用高純二維石墨烯和氮化硼設計的整流器中，石墨烯電子之間的作用力失去平衡（靠近硼的電子感受到一定的作用力，而靠近氮的電子感受到不同的拉力），整體效應就是物理學家所說的“傾斜散射”，即電子云在一個方向上傾斜運動。但是，如果石墨烯中確實存在太多的雜質，它們將成為電子云路徑上的障礙物，導致這些云向各個方向散射，而不是像一個云那樣移動。研究人員還發現，輸入的太赫茲能量越強，一個設備能轉換成直流電流的能量就越多。這意味著，任何轉換裝置也應包括一種在這些波進入裝置之前將其集中的方法。

考慮到所有這些，研究人員繪制了太赫茲整流器的藍圖，該整流器由一小塊石墨烯組成，石墨烯位于氮化硼層的頂部，被夾在一個天線內，該天線將收集并集中周圍太赫茲輻射，將其信號放大到足以將其轉換為直流電的程度。

2D材料整流器示意圖

“這將非常像一個太陽能電池，被動地收集和轉換環境能量，不同之處在于頻率范圍”，“實現室溫下工作，設備將能滿足更多應用，例如，為病人體內的植入物無線供電，而不需要手術來更換植入物的電池。這些設備還可以將周圍的Wi-Fi信號轉換為筆記本電腦和手機等個人電子產品充電。”

論文鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaay2497

粉體圈 編譯 YUXI