美国佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）的研究人员公布了一项研究成果：用石墨烯制作的天线非常适于利用频率在0.1THz到10THz之间的电磁波，即 太赫兹波 的无线通信。于是，制作用一般金属天线无法实现的约1μm长太赫兹无线模块就有了实现的可能。

无线通信天线的尺寸一般需要与所用无线电波（电磁波）的波长同等。如，无线LAN利用的2.4GHz频带的电波为数cm，毫米波为数mm。实际上，天线因使用高介电率材料等而小型化有所进展，但即便如此也只能小型化至波长的1/10左右。

太赫兹波的波长为100μm左右，因此天线及无线模块的小型化极限也约为100μm长。如果想使无线模块小型化至1μm以下，就需要使用超过100THz或更高频率的红外线及可视光线作为无线的载波。而这种技术难度很大，凭借目前的无线路线技术无望实现。

然而，据佐治亚理工学院教授Ian Akyildiz等介绍，若天线用石墨烯来制作，则其1/100的1μm长度可实现与大约100μm长的金属天线同等的性能，这一点已由数值分析所证实。其原因大致有两点：一是石墨烯会发生表面等离极化激元（Surface Plasmon Polariton，SPP）现象，材料表面的电子与光子会发生共振，有一种扩大效应的功能。另一点是，由于石墨烯的特殊能带结构形成特殊导电性，即使是更长波长的电波，也会在石墨烯上产生共振。

据称，佐治亚理工学院的研究人员目前正在试制不只是天线，甚至连无线线路也使用石墨烯晶体管的无线模块。 将来手机等终端等上配备数百～数千个石墨烯太赫兹无线模块，可实现传输速度为1Tbit/秒左右的超高速无线通信 （Akyildiz）。（记者：野泽 哲生，《日经电子》）

石墨烯背景

石墨烯由英国曼彻斯特大学两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫于2004年制备出，这是目前世界上最薄的材料，仅有一个碳原子厚。与所有其他已知材料不同的是，石墨烯高度稳定，即使被切成1纳米宽的元件，导电性也很好。此外，石墨烯单电子晶体管可在室温下工作。而作为热导体，石墨烯比任何其他材料的导热效果都好。这种神奇材料的诞生使安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯应用范围广阔。根据石墨烯强度超大，超薄的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域，比如超薄超轻型飞机材料，超轻防弹衣等。根据其优异的导电性，使它在微电子的领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来超级计算机，碳元素更高电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。另外石墨烯材料还是优良的改性剂，在新能源领域如锂离子电池、超级电容器方面，由于其高传导性、高比表面积，可用于作为电极材料助剂。

石墨烯还可以应用于晶体管、触摸屏、基因测序等领域，同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破。中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长，而人类细胞却不会受损。利用这一点石墨烯可以用来做绷带,食品包装甚至抗菌T恤；用石墨烯做的光电化学电池可以取代基于金属的有机发光二极管，因石墨烯还可以取代灯具的传统金属石墨电极，使之更易于回收。这种物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣，甚至能让科学家梦寐以求的2.3万英里长太空电梯成为现实。科学家甚至预言石墨烯 彻底改变21世纪。 （编辑 乔雪丽）