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石墨烯光探測器:谷歌眼鏡上的熱視覺技術

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雷鋒網訊

熱成像在手機上已經做的非常不錯了,不過來自美國密歇根大學的一群研究人員想要通過發明超薄石墨烯光探測器,來使手機上的熱成像技術進一步發展。這個光探測器隻是比兩層石墨烯略厚,但是有将紅外熱檢測技術應用到隐形眼鏡上的可能。

正常情況下,不可能檢測到特定光頻率,比如說你用肉眼是不可能看得見紅外線的。然而,科學技術賦予了我們擴展可見光光譜的能力。舉個例子,紅外線探測器就被人們利用,作為夜視系統的手段之一。你隻有在晚上才可能看得見紅外線,因為白天的光線會對紅外線有幹擾。

紅外光譜,由近、中期和遠紅外輻射構成,超出了可見光的波長。從傳統技術方面看,能夠檢測所有種類紅外線頻率光的設備需要笨重的冷卻系統才能運行。因為設備通常必須保持在低溫下才能允許傳感器适當的運作。但是,由密歇根大學研究團隊領先開創的新石墨烯技術可在常溫下運轉,不需要低溫環境,因此可以很容易就縮小體積。

石墨烯光探測器的工作原理是什麼?

研究團隊利用石墨烯創造了簡單的光探測器,這種神奇的材料有檢測整個紅外光譜的能力。雖然過去就有研究人員試圖将石墨烯用于紅外成像應用程序,但是,在密歇根大學研究團隊取得突破性進展之前,這個試想都未能成功。

研究人員Zhong表示“對于當前的石墨烯探測器來說,最大的挑戰是它們的靈敏度很差。”我們知道,單原子厚度的石墨烯無法吸收足夠的光來産生電信号,于是作為一個傳感器來說,這個材料是無用的。

團隊的最大突破點在于他們找到了一種産生電信号的方法。不是在光照射到其表面時直接測量石墨烯的電子釋放量,而是通過觀察石墨烯上的電荷在被附近的電流影響後,如何放大信号。

設備是在兩層石墨烯之間放置了一個絕緣層,有電流流過闆底部。當紅外線對上層産生影響時,電子由石墨烯上釋放,産生孔充當了正電荷之間的電子。通過這些手段,研究人員能夠推斷出作用在上層的光亮度,因此創建了一個檢測紅外線的可行方案,主要是這個探測器就比兩層石墨烯厚一點。

這種光檢測技術未來可以拓展至很多方面,從軍事應用——取代世界各地特種部隊中的笨重紅外裝置——到醫療創新——協助醫生檢測病人的血流量。當然,也有可能用于商業用途,被更實際的應用。

那如果将這種技術應用在隐形眼鏡或其他可穿戴電子設備上呢?它可以開拓你的視野,會為你提供另一種與環境互動的方式。其實石墨烯也有其他的功能,将石墨烯技術應用于手機,那手機就堅不可摧了喲。

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