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- 石墨烯“超級傳感器”性能讓你能“紅外夜視”
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/4/4
戴上一副隱形眼鏡，你就擁有“紅外夜視”的能力，這聽上去是不是很有諜戰(zhàn)片的范兒？而來自美國的研究人員則要告訴你，這并不只是在拍電影，現(xiàn)實中也能夠?qū)崿F(xiàn)。
在鏡片之間夾入石墨烯，美國密歇根大學的研究人員研制出能夠建造一種具有捕捉可見光和紅外線能力的傳感器，而不需要笨重的冷卻裝置—因為一般而言，中紅外和遠紅外傳感器通常必須在極低的溫度才能工作。團隊已經(jīng)打造出一片比指甲還小的眼鏡原型，還能夠再縮小。這項最新研究發(fā)表在近期出版的《自然-納米技術(shù)》雜志上。
美國密歇根大學電氣工程和計算機學助理教授鐘朝暉（音譯）和他的團隊對石墨烯產(chǎn)生電信號的過程進行了改進，將石墨烯進行“三明治”夾層處理，在兩個石墨烯薄片之間設(shè)置了一個絕緣隔離層，底層有電流通過。
當光線照射到頂層石墨烯的時候，裝置會釋放電子，產(chǎn)生帶正電的空穴。而后在量子穿隧效應(yīng)下，電子穿過中間的絕緣層，到達底部的石墨烯層。此時，留在上層石墨烯上的帶正電空穴會產(chǎn)生電場，并對下層石墨烯的電流產(chǎn)生影響。通過測量電流的變化，就能推斷出照射在上層石墨烯上的光的亮度。鐘朝暉稱，新方法首次讓中紅外和遠紅外傳感器的靈敏度達到了一個新的高度，完全能夠媲美需要冷卻裝置才能運行的傳統(tǒng)紅外線傳感器。
這種鏡片像數(shù)碼相機硅圖像傳感器一樣敏感，充分利用了石墨烯“超級傳感器”的性能。石墨烯內(nèi)的電子能夠像光子一樣高速運動，是硅中光子速度數(shù)十倍。它可作為一種“熱載流子”，產(chǎn)生的效應(yīng)可以測量、加工處理，轉(zhuǎn)換成為圖像。研究人員還指出，石墨烯是超寬帶光電探測器的首選材料，它能夠吸收紫外線至遠紅外線的光譜。據(jù)資料，紅外線的波長在760納米至1毫米之間，是波長比紅光長的非可見光，分為近紅外線、中紅外線和遠紅外線三種。
團隊成員說，他們設(shè)計出極薄的石墨烯感光器，能夠加到隱形眼鏡中，或與手機鏡頭整合。專家表示，這項技術(shù)可以擴大應(yīng)用到軍事、安保、醫(yī)學等領(lǐng)域，例如強化軍人夜行時的視力，以及需要黑暗中觀察周圍環(huán)境的群體。
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