Американські фізики описали пристрій антени, в якій не використовуються діоди. Така конструкція більш чутлива і енергоефективна, і в перспективі з її допомогою можна буде підзаряджати мобільні пристрої від радіохвиль. Крім того, вона усуває терагерцевий зазор. Стаття опублікована в журналі.
У середині XX століття було винайдено спосіб отримання постійного струму від радіохвиль. Для нього необхідна ректена - випрямляюча антена. У її конструкції застосовують діоди, які пропускають струм тільки в один бік. Проблема в тому, що діоди мають два фундаментальні недоліки. По-перше, у них є порогове мінімальне напруження для спрацювання, тобто або радіовипромінювання має бути дуже потужним, або антена великою. По-друге, струм через них починає текти тільки через невеликий час після його подачі, що заважає використовувати високі частоти.
Ці та інші проблеми знижують ефективність отримання електрики з радіохвиль, хоча деякі сучасні мініатюрні прилади споживають мікровати енергії, і гіпотетично їх би можна було живити від роутера або навіть використовувати дистанційну зарядку мобільних пристроїв. Крім того, між робочими частотами фото- і радіодіодів існує зазор, через що на даний момент важко виявляти хвилі в діапазоні від 0,1 до 10 терагерц.
Група вчених з Массачусетського технологічного інституту під керівництвом Хірокі Ісобе (Hiroki Isobe) запропонувала альтернативну конструкцію ректени, що не використовує діоди. Замість цього вони передбачають використовувати нелінійну електричну реакцію нецентросіметричних кристалів.
Справа в тому, що деякі матеріали виробляють постійний струм, будучи поміщеними в зовнішнє коливається електричне поле. У них немає ні мінімальної напруги для спрацювання, ні затримки. Оскільки нелінійна електрична реакція з'являється в тому числі при терагерцевому та інфрачервоному випромінюванні, бездіодні ректени усувають терагерцевий зазор і можуть замінити болометри, які зараз використовуються для виявлення ВК-випромінювання, але також спрацьовують із затримкою.
Ключовим елементом для цієї технології є нецентросіметричні, хіральні кристали, тобто такі, чия одна половина не дорівнює дзеркальному відображенню другої. Автори запропонували створювати такі кристали з графена через його провідні властивості, але в той же час в чистому вигляді він симетричний. Для порушення цієї симетрії можна один шар графена доповнити підкладкою з нітрида бору, або три шари скласти так, щоб атоми в кристалі утворювали неправильний трикутник. Якщо до матеріалу з таких кристалів приєднати антену, то він буде ефективно виробляти струм з радіохвиль, навіть якщо вони слабкі.
Нещодавно з графена також зробили світлодетектор і аномальний магніт. На ефекті, схожому з нелінійною електричною відповіддю, будується нелінійна оптика, на основі якої змогли створити дешевий дефектоскоп для почесних матеріалів.