石墨烯光探測器:谷歌眼鏡上的熱視覺技術(shù)
雷鋒網(wǎng)訊
熱成像在手機(jī)上已經(jīng)做的非常不錯了,不過來自美國密歇根大學(xué)的一群研究人員想要通過發(fā)明超薄石墨烯光探測器,來使手機(jī)上的熱成像技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。這個光探測器只是比兩層石墨烯略厚,但是有將紅外熱檢測技術(shù)應(yīng)用到隱形眼鏡上的可能。
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(xué)技術(shù)賦予了我們擴(kuò)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(tǒng)的手段之一。你只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干擾。
紅外光譜,由近、中期和遠(yuǎn)紅外輻射構(gòu)成,超出了可見光的波長。從傳統(tǒng)技術(shù)方面看,能夠檢測所有種類紅外線頻率光的設(shè)備需要笨重的冷卻系統(tǒng)才能運(yùn)行。因為設(shè)備通常必須保持在低溫下才能允許傳感器適當(dāng)?shù)倪\(yùn)作。但是,由密歇根大學(xué)研究團(tuán)隊領(lǐng)先開創(chuàng)的新石墨烯技術(shù)可在常溫下運(yùn)轉(zhuǎn),不需要低溫環(huán)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么?
研究團(tuán)隊利用石墨烯創(chuàng)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將石墨烯用于紅外成像應(yīng)用程序,但是,在密歇根大學(xué)研究團(tuán)隊取得突破性進(jìn)展之前,這個試想都未能成功。
研究人員Zhong表示“對于當(dāng)前的石墨烯探測器來說,最大的挑戰(zhàn)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產(chǎn)生電信號,于是作為一個傳感器來說,這個材料是無用的。
團(tuán)隊的最大突破點(diǎn)在于他們找到了一種產(chǎn)生電信號的方法。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后,如何放大信號。
設(shè)備是在兩層石墨烯之間放置了一個絕緣層,有電流流過板底部。當(dāng)紅外線對上層產(chǎn)生影響時,電子由石墨烯上釋放,產(chǎn)生孔充當(dāng)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(chuàng)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(diǎn)。
這種光檢測技術(shù)未來可以拓展至很多方面,從軍事應(yīng)用——取代世界各地特種部隊中的笨重紅外裝置——到醫(yī)療創(chuàng)新——協(xié)助醫(yī)生檢測病人的血流量。當(dāng)然,也有可能用于商業(yè)用途,被更實際的應(yīng)用。
那如果將這種技術(shù)應(yīng)用在隱形眼鏡或其他可穿戴電子設(shè)備上呢?它可以開拓你的視野,會為你提供另一種與環(huán)境互動的方式。其實石墨烯也有其他的功能,將石墨烯技術(shù)應(yīng)用于手機(jī),那手機(jī)就堅不可摧了喲。