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石墨烯光探测器:谷歌眼镜上的热视觉技术

发布时间:2019-10-12 20:38:45 编辑:笔名

热成像在手机上已经做的非常不错了,不过来自美国密歇根大学的一群研究人员想要通过发明超薄石墨烯光探测器,来使手机上的热成像技术进一步发展。这个光探测器只是比两层石墨烯略厚,但是有将红外热检测技术应用到隐形眼镜上的可能。

正常情况下,不可能检测到特定光频率,比如说你用肉眼是不可能看得见红外线的。然而,科学技术赋予了我们扩展可见光光谱的能力。举个例子,红外线探测器就被人们利用,作为夜视系统的手段之一。你只有在晚上才可能看得见红外线,因为白天的光线会对红外线有干扰。

红外光谱,由近、中期和远红外辐射构成,超出了可见光的波长。从传统技术方面看,能够检测所有种类红外线频率光的设备需要笨重的冷却系统才能运行。因为设备通常必须保持在低温下才能允许传感器适当的运作。但是,由密歇根大学研究团队领先开创的新石墨烯技术可在常温下运转,不需要低温环境,因此可以很容易就缩小体积。

石墨烯光探测器的工作原理是什么?

研究团队利用石墨烯创造了简单的光探测器,这种神奇的材料有检测整个红外光谱的能力。虽然过去就有研究人员试图将石墨烯用于红外成像应用程序,但是,在密歇根大学研究团队取得突破性进展之前,这个试想都未能成功。

研究人员Zhong表示“对于当前的石墨烯探测器来说,最大的挑战是它们的灵敏度很差。”我们知道,单原子厚度的石墨烯无法吸收足够的光来产生电信号,于是作为一个传感器来说,这个材料是无用的。

团队的最大突破点在于他们找到了一种产生电信号的方法。不是在光照射到其表面时直接测量石墨烯的电子释放量,而是通过观察石墨烯上的电荷在被附近的电流影响后,如何放大信号。

设备是在两层石墨烯之间放置了一个绝缘层,有电流流过板底部。当红外线对上层产生影响时,电子由石墨烯上释放,产生孔充当了正电荷之间的电子。通过这些手段,研究人员能够推断出作用在上层的光亮度,因此创建了一个检测红外线的可行方案,主要是这个探测器就比两层石墨烯厚一点。

这种光检测技术未来可以拓展至很多方面,从军事应用——取代世界各地特种部队中的笨重红外装置——到医疗创新——协助医生检测病人的血流量。当然,也有可能用于商业用途,被更实际的应用。

那如果将这种技术应用在隐形眼镜或其他可穿戴电子设备上呢?它可以开拓你的视野,会为你提供另一种与环境互动的方式。其实石墨烯也有其他的功能,将石墨烯技术应用于手机,那手机就坚不可摧了哟。

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