莫斯科电子与数学研究所（MIEM-HSE）的Konstantin Arutyunov教授与中国的研究人员共同开发了一种基于石墨烯的机械谐振器，在这种谐振器中诱导了声能量子或声子的相干发射。这种被称为声子激光器的器件在信息处理以及材料的经典和量子传感方面有着广泛的应用潜力。
有些物质在受到辐射时，会发出波长、相位和偏振相同的光子。这一过程被称为受激发射，由阿尔伯特·爱因斯坦在一个多世纪前预言，是我们都知道的激光装置的基础。第一批激光器是大约六十年前建造的，它们已经在我们生活的各个领域中牢固地确立了地位。
类似的过程，包括“相同”声子的发射，是一种被称为声子激光器（saser）的装置的基础。事实上，它和激光是同时被预测的，但是在很长一段时间里，只有少数实验实现被开发出来，而且没有一个在工业上得到广泛的应用。
镁离子、半导体、具有微腔的复合系统、机电谐振器、纳米粒子以及许多其他物质和系统在过去十年中被用作声子激光器的活性介质。与以往的研究不同，本研究使用石墨烯来产生相干声激励。由于石墨烯的独特性质，这种谐振器具有广泛的应用前景。
石墨烯谐振器是用微光刻技术制作的：在硅衬底上沉积一层光敏聚合物薄膜。利用紫外光，在基板上“绘制”出某种结构，随后通过等离子体处理形成微腔的重复系统。经过处理的基板上覆盖着一层石墨烯，这种“鼓”系统的行为就像一个谐振器，也就是说，如果外部振动以一定的频率产生，它就会放大。
如果用特定波长的激光照射这种“鼓”，光子就会在硅衬底和石墨烯之间反复反射，从而形成光学腔，在那里产生适当频率的机械振动。
在实验上，研究人员研究了一种纳米结构，它是一种由碳单原子层或石墨烯构成的固定膜。原子或声子的振动通过暴露于外部光辐射而被激活。这项研究预计将继续进行，因为是对超小型物体的物理学研究，并有可能创造新一代量子光机传感器和传感器。
该成果以“Phonon lasing with an atomic thin membrane resonator at room temperature”发表在《Optics Express》，原文链接：https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-11-16241&id=450960
