来源：新加坡国立大学；太赫兹研发网 余郑璟博士 编译

    在高中科学课上，我们了解到，将电缆插入电路会引发电子流，这样就可以为从灯到手机等电器供电能。传统意义上，我们通过这个简单的模型便可了解电子在金属和半导体中的行为：电子被想象成微小的独立粒子，就像开放高速公路上的汽车一样——每个粒子都可以自由移动，而且彼此之间没有太多相互作用。

    这是一个直观的视角，多年来一直都是电子学的基础，它帮助我们理解和设计支撑现代生活的各种电子设备。

    然而，对于一些新兴的量子材料，如超薄且高导电材料石墨烯，仅仅依靠这些传统观点是远远不能解释的。在这些材料中，电子的行为不像高速公路上的单个汽车，而是以一种类似于石油等粘性流体的方式共同作用。这一发现可能会对大范围内许多技术的未来发展产生变革性影响。

    来自新加坡国立大学设计与工程学院材料科学与工程系的副教授丹尼斯•班杜林（Denis Bandurin）与他的团队正在探索纳米级上量子材料如何与电磁辐射相互作用，进而揭示这一崭新科学现象及其在开发未来技术中的潜在用途。

    在最近发表在《自然纳米技术》（Nature Nanotechnology）上的一项研究中，该团队在报告中提到，当石墨烯暴露在太赫兹频率的电磁辐射下时，电子流体会加热，其粘度会大大降低，从而导致电阻降低——就像油、蜂蜜和其他粘性流体在炉子上加热时更容易流动一样。

    推进太赫兹波探测的前沿

    太赫兹波是电磁波谱中一个特殊且技术上具有挑战性的部分，它位于微波和红外光之间——具有广泛的潜在应用前景。具备探测太赫兹波的能力，才能解锁未来科技的重大进步。

    例如，在通信领域，当前的Wi-Fi技术仅能在几个GHz层面上运行，限制了可传输数据量。而太赫兹辐射的频率要高得多，可以作为超高速、超5G网络的“载波频率”，为物联网（IoT）连接设备、自动驾驶汽车和无数其他应用提供更快的数据传输。

    在医学成像和工业质量控制中，太赫兹波可以穿透许多材料，使其可用于非侵入性扫描。它们也比X射线更安全，因此提供了一种高度可选择和精准成像的工具。

    在更远的领域，太赫兹视觉能让天文学视觉观测成为可能。它可以使科学家能够观测到可见光无法看到的遥远星系和系外行星。

    因此，太赫兹辐射具有巨大的应用潜力。然而，直到最近，如何检测它一直仍是一个重大挑战。太赫兹波对于传统半导体芯片来说太快，而对于传统光电器件来说又太慢。

    粘性电子测辐射热计

    新加坡国立大学团队的研究表明，通过控制粘度降低效应，科学家可以设计出通过感应电阻的变化来检测太赫兹波的创新型设备。事实上，在目前的研究中，班杜林副教授和他的团队便开发了一种新型的电子设备，他们称其为粘性电子测辐射热计。

    这些测辐射热计代表了粘性电子学的第一个实际应用——这一概念曾被认为是纯粹的理论——它们能够极其准确和快速地感测电阻的变化，原则上以皮秒级运行。换句话说，万亿分之一秒。

    理解和利用电子作为集体流体一起移动的方式，为我们彻底重新思考电子设备的设计开辟了新的道路。考虑到这一点，班杜林副教授和他的团队正在积极优化这些粘性电子测辐射热计的实际应用。

   显而易见，随着科学家们在新兴的量子材料领域发现更多的秘密，传统的电子行为模型已经远远不够。只有全面深入理解这一全新的粘性电子，我们才有可能解锁新一轮的技术新浪潮。