来源：新材料之家

德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心与杜伊斯堡-埃森大学以及马普学会高聚物研究所科学家们展开合作，首次证明了可以用石墨烯将吉赫兹频率范围内的电子信号，极高效地转化为频率高几倍的信号。

长期以来，理论预测认为石墨烯是一种非常高效的“非线性”电子材料，可以非常有效地将施加的振荡电磁场转化为更高频率的场。然而过去十年中，所有相关的实验努力都没有成功。

此次德累斯顿罗森多夫研究中心的研究人员已经证实，能够在石墨烯单层中实现从吉赫兹到太赫兹的频率倍增，并以极高效率产生太赫兹级别的电信号，并利用该中心的 TELBE 太赫兹辐射源对结果进行了测量。相比激光太赫兹光源， TELBE的脉冲频率高出百倍，从而可以达到研究石墨烯所需的测量精度。研究人员采用来自 TELBE 频率在（ 300~680 GHz）之间的电磁脉冲，并将它们在石墨烯中转化为3倍、5 倍和7倍于初始频率的电磁脉冲。此外，杜伊斯堡-埃森大学的合作研究人员还成功地采用基于热力学基础物理定律的简单模型定量描述了测量结果。研究人员指出，描述这种3 倍、5 倍和7 倍谐波频率产生效率的非线性系数非常高，因此，石墨烯可能是目前为止具有最强非线性的电子材料。

这一研究结果证明了碳基电子器件能在超快时钟频率下极高效地运作，未来有可能构建由石墨烯和传统半导体器件制成的超快混合元件，为超高速石墨烯基纳米电子器件铺平道路。

相关研究工作发表在 Nature（文章标题： Extremely efficient terahertz high harmonic generation in grapheneby hot Dirac fermions）。

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资料来源：

Graphene enables clock rates in theterahertz range: researchers pave the way for nanoelectronics of the future

https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=56780&pNid=0