В середині XX століття було винайдено спосіб отримання постійного струму від радіохвиль. Для нього необхідна ректенна - випрямляюча антена. В її конструкції застосовують діоди, які пропускають струм тільки в одну сторону. Проблема в тому, що діоди володіють двома фундаментальними недоліками. По-перше, у них є граничне мінімальне напруження для спрацьовування, тобто або радіовипромінювання має бути дуже потужним, або антена великою. По-друге, струм через них починає текти тільки через деякий час після його подачі, що заважає використовувати високі частоти.

Ці та інші проблеми знижують ефективність отримання електрики з радіохвиль, хоча деякі сучасні мініатюрні пристрої споживають мікроват енергії, і гіпотетично їх би можна було живити від роутера або навіть використовувати дистанційну зарядку мобільних пристроїв. Крім того, між робочими частотами фото- і радіодіодов існує зазор, через що на даний момент важко виявляти хвилі в діапазоні від 0,1 до 10 терагерц.

Американські фізики описали пристрій випрямляючої антени, в якій не використовуються діоди. Така конструкція більш чутлива і енергоефективна, і в перспективі з її допомогою можна буде заряджати мобільні пристрої від радіохвиль. Крім того, вона усуває терагерцовий зазор. Стаття опублікована в журналі Science Advances.

Група вчених з Массачусетського технологічного інституту під керівництвом Хірокі Ісобе (Hiroki Isobe) запропонувала альтернативну конструкцію ректенни, що не використовує діоди. Замість цього вони припускають використовувати нелінійну електричну реакцію нецентросиметричних кристалів.

Справа в тому, що деякі матеріали виробляють постійний струм, будучи поміщеними під зовнішнє нестійке електричне поле. У них немає ні мінімальної напруги для спрацьовування, ні затримки. Оскільки нелінійна електрична реакція з'являється в тому числі при терагерцевому та інфрачервоному випромінюванні, бездіодні ректенни усувають терагерцовий зазор і можуть замінити болометри, які зараз використовуються для виявлення інфрачервоного випромінювання, але також спрацьовують із затримкою.

Ключовим елементом для цієї технології є нецентросиметричні, хіральні кристали, тобто такі, чия одна половина не дорівнює дзеркальному відображенню другої. Автори запропонували створювати такі кристали з графена через його провідникові властивості, але в той же час в чистому вигляді він симетричний. Для порушення цієї симетрії можна один шар графена доповнити підкладкою з нітриду бору, або три шари скласти так, щоб атоми в цьому кристалі утворювали неправильний трикутник. Якщо до матеріалу з таких кристалів приєднати антену, то він буде ефективно виробляти струм з радіохвиль, навіть якщо вони слабкі.

На фото приклад запропонованої ректенни. Між двома жовтими приймачами розташований матеріал на основі хіральних кристала, який виробляє струм.

Нещодавно з графена також зробили светодетектор і аномальний магніт. На ефекті, схожому з нелінійним електричним відгуком, будується нелінійна оптика, на основі якої змогли створити дешевий дефектоскоп для двовимірних матеріалів.