石墨烯使新的辐射探测器成为可能

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查尔姆斯理工大学和北京工业大学的研究人员利用石墨烯的热电特性创造了一种新型的辐射探测器。新设备被分类为测辐射热计,具有快速响应时间,与大多数其他测辐射热计不同,可在很宽的温度范围内工作。该设备设计简单,成本相对较低,可扩展,可实现广泛的商业应用。

Graphene bolometer例证图象

在新的辐射热测量计中,辐射加热器件的一部分,诱导电子移动。移位的电子产生电场,该电场在器件上产生电压差。因此,电压的变化提供了辐射的基本直接测量。

其他装置依赖于通过入射辐射产生电流或电阻变化。但是,测量电流或电阻的变化需要外部电源来产生初始电流。据该团队称,该机制比其他测辐射热计简单得多。该装置在高达200摄氏度的温度下对辐射保持敏感。传统的辐射热测量计通常仅在低温下工作。

研究小组表示,其他研究人员以前制造的石墨烯辐射热测量计具有比这种新设备更好的性能,但这些模型包含双层石墨烯,这使得它们更难扩展。

新设备的另一个优点是其涂层。研究人员之前开发了一种用称为Parylene的介电聚合物涂覆石墨烯的方法,该方法在性能和可扩展性方面提供了良好的平衡。

原型辐射热测量计仅适用于94千兆赫兹的微波辐射,但未来的设计将扩大频率范围。在未来,研究人员计划使用化学气相沉积法制造更大尺寸的石墨烯,为大规模生产铺平道路。

2017年2月,石墨烯旗舰团队开发了一种基于石墨烯的热释电辐射热测量计 - 一种红外(IR)探测器,具有极高的热探测灵敏度,能够将温度变化降低到几十μK


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