Согласно расчётам физика из Германии, графен может работать в качестве нелинейного устройства – умножителя частоты. Это означает, что этот материал, открытый в 2004 году, может под воздействием излучения, используемого в микроволновых печах, генерировать излучение в важном терагерцовом диапазоне.

Графен – двумерный лист углерода толщиной в один атом. Этот материал впервые был получен командой учёных из Манчестерского университета и Института микроэлектронных технологий в Черноголовке.

Графен обладает уникальными физическими свойствами. Из-за того, что графен представляет собой двумерную структуру, электроны в нём ведут себя как релятивистские частицы с нулевой массой покоя и движутся со скоростью 106 м/с. Несмотря на то, что это значение в 300 раз меньше скорости света в вакууме, оно значительно превышает скорость электронов в обычном проводнике.

Сергей Михайлов из University of Augsburg предсказал, что при облучении графена электромагнитными волнами он испускает излучение более высокой частоты и, таким образом, может работать как умножитель частоты. Такое преобразование частоты можно использовать для получения излучения в диапазоне частот, для которых не существует подходящих источников излучения. Одним из таких диапазонов является терагерцовый диапазон (от 100 ГГц до 1–10 ТГц). Для частот менее 100 ГГц есть мощные источники излучения. Поэтому, по мнению Михайлова, используя эти источники и графен в качестве умножителя, можно получить излучение в терагерцовом диапазоне.

Источники терагерцового излучения могут найти применение в различных областях, включая безопасность, медицину, астрономию и биологию. Терагерцовое излучение проникает через многие материалы (кроме металлов), поэтому может использоваться для контроля содержимого багажа в аэропортах. «В медицине его можно использовать для обнаружения раковых опухолей на ранних стадиях развития», – говорит Михайлов. Астрономы также интересуются терагерцовым излучением, т.к. оно входит в космический фон, образовавшийся в результате Большого Взрыва.