洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）和瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型石墨烯過(guò)濾器，這種石墨烯過(guò)濾器可用于制作微型芯片，其無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸速度有望達(dá)到目前芯片的10 倍。該研究結(jié)果發(fā)表在《自然-通訊》雜志上。

在該研究中，瑞士的研究人員開(kāi)發(fā)了一種絕緣過(guò)濾器，可以屏蔽輻射，從而阻止了波的反射。在普通材料中，如果波可以沿著一個(gè)方向傳播，那么它也可以沿著這個(gè)方向反向傳播。但是，通過(guò)使用一種特殊的非對(duì)易材料，研究人員可以打破這種對(duì)稱性，從而阻止了波的逆向傳播，使得波只能沿著一個(gè)方向傳播。與此同時(shí)，有一些特殊材料，例如鐵素體等盡管可以使太赫茲波可以沿反向傳播，但是在這種情況下，信號(hào)的強(qiáng)度會(huì)大大降低。

“據(jù)我們目前所知，在太赫茲波段，石墨烯材料的性能要優(yōu)于其他材料。”Michele Tamagnone 說(shuō)。Michele Tamagnone 是本論文的作者之一，同時(shí)也是EPFL 的一名博士研究生。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)樘掌濐l率是下一代移動(dòng)裝置信號(hào)傳播的波段。目前，移動(dòng)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l段主要在GHz 或者光學(xué)頻率范圍內(nèi)。但是太赫茲頻率就像是開(kāi)放式高速公路的引擎，使得移動(dòng)設(shè)備可以以非常高的速度傳播數(shù)據(jù)。

盡管目前在太赫茲技術(shù)方面的研究進(jìn)展非常迅速，但是仍然有很多亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。很多無(wú)線設(shè)備中傳輸信號(hào)的模塊通常都使用微波或者可見(jiàn)光，從而并不具備使用太赫茲波的能力。“我們的芯片可以解決部分問(wèn)題。這也是該頻率范圍內(nèi)（1THz 到10THz）的第一個(gè)有效的產(chǎn)品，可以解決我們所面臨的挑戰(zhàn)。”Tamagnone 說(shuō)。Tamagnone 認(rèn)為這種芯片可以阻止反射波回到太赫茲源，從而可用于保護(hù)太赫茲源。隨著石墨烯的成本逐步降低，Tamagnone 相信，對(duì)于太赫茲設(shè)備來(lái)說(shuō)，這種材料將會(huì)成為非常不錯(cuò)的選擇。

盡管Tamagnone 及其同事都相信石墨烯將會(huì)在未來(lái)的太赫茲通信中大放異彩，但是他也相信，石墨烯在微波領(lǐng)域也能作為絕緣材料使用，從而有利于當(dāng)下的無(wú)線通訊裝置。當(dāng)石墨烯可以進(jìn)行大規(guī)模的開(kāi)發(fā)的時(shí)候，這一切都有可能成為現(xiàn)實(shí)。

接下來(lái)，科學(xué)家們將會(huì)繼續(xù)嘗試開(kāi)發(fā)比這種絕緣器更加有效的裝置“循環(huán)器”。循環(huán)器可用于微波通訊，當(dāng)循環(huán)器和天線連接的時(shí)候，通過(guò)天線人們可以同時(shí)接收和發(fā)射信息。

“石墨烯可以讓這種裝置在太赫茲領(lǐng)域也能發(fā)揮很好的作用。”Tamagnone 說(shuō)，“現(xiàn)在我們已經(jīng)在開(kāi)始嘗試使用石墨烯來(lái)制造可調(diào)諧天線，尤其是可以沿著特定方向傳輸太赫茲束、且便于控制的天線。”