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鸭脖官方网站:基于石墨烯的新型光电探测器可改善夜视、热传感及医学成像
本文摘要:据麦姆斯咨询报导,来自加州大学洛杉矶分校的萨姆厄里工程学院(theUCLASamueliSchoolofEngineering)的工程师们使用石墨烯发明者了一款新型光电探测器,它比目前最先进设备的光电探测器能处置更加多类型的光。同时,该器件还具备出众的传感和光学能力。 光电探测器是光传感器;在照相机和其他光学器件中,光电探测器可感官被称作光子的基本粒子的图案,并根据这些图案建构图像。有所不同的光电探测器可感官到的光谱范围有所不同。

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据麦姆斯咨询报导,来自加州大学洛杉矶分校的萨姆厄里工程学院(theUCLASamueliSchoolofEngineering)的工程师们使用石墨烯发明者了一款新型光电探测器,它比目前最先进设备的光电探测器能处置更加多类型的光。同时,该器件还具备出众的传感和光学能力。

光电探测器是光传感器;在照相机和其他光学器件中,光电探测器可感官被称作光子的基本粒子的图案,并根据这些图案建构图像。有所不同的光电探测器可感官到的光谱范围有所不同。

例如,在夜视镜中,就可用于光探测器来感官肉眼不可见的热辐射。另外,通过理解物质反射光的特性,光电探测器还可用作辨识环境中的化学物质。光电探测器的多用途和可用性主要各不相同以下三个因素:器件的运营速度,器件对较低亮度的灵敏度,以及器件能感官光谱的范围。

一般来说情况下,工程师们在改良光电探测器的上述给定关键因素时,最少必须巩固另外两项因素的一种。然而,UCLA研究小组设计的光电探测器,在这三方面都有相当大的改良:该光电探测器观测的光谱范围更加甚广,处置图像的速度更加慢,对较低亮度光线比当前技术更加灵敏。

领导该项研究的电子与计算机工程教授MonaJarrahi指出:“我们的光电探测器可拓展光学和传感系统中光电探测器的观测范围和潜在用途。该光电探测器可很大地提高夜视和医学临床应用于中的热光学,在医学临床中,温度的细微差别可以为医生获取大量的病人信息。该光电器件也可用作环境传感技术,以更加精确地辨识污染物的浓度。

”该项研究已公开发表于Light:ScienceandApplications《光:科学与应用于》杂志。石墨烯是由单层碳原子构成的超薄材料,新型光电探测器利用了石墨烯的独有特性。石墨烯是检测光子的杰出材料——这是由于石墨烯能从普遍的电磁波序(从紫外线到红外线,再行到红外线和微波波段)中吸取能量。

石墨烯也是杰出的电流导体——这是由于电子可以畅通无阻地穿越石墨烯。为了建构光电探测器,研究人员在本身覆盖面积了硅基的二氧化硅层上铺设了石墨烯。然后,研究人员建构了一系列由黄金做成的梳齿状纳米级图案,“梳齿”大约有100nm长。

石墨烯可当成网来捕猎转入的光子,然后将它们转换成电信号。金梳齿状纳米图案很快将这些信息传输至处理器,从而产生适当的高质量图像,即使在较低光照条件下也能维持如此性能。

UCLA的博士后学者、该项研究的主要作者SemihCakmakyapan说道:“我们专门设计了石墨烯纳米条纹和其金属贴片的尺寸,这样一来,转入的红外线和红外光就不会被抱住束缚在里面。在整个光谱范围内(从红外线到红外波段),这种设计能有效地产生‘可遵循光强度的超快和微小变化’的电信号。”该研究的其他作者为UCLA的研究生PingKengLu和AryanNavabi。

同时,该项研究还获得了美国能源部(theDepartmentofEnergy)的反对。


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