近日，美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校(ucla)的研究人員采用石墨烯設(shè)計(jì)出一種新型光電探測(cè)器，這種光電探測(cè)器適用的光線(xiàn)的頻譜范圍更廣，超過(guò)現(xiàn)有*的同類(lèi)產(chǎn)品，而且處理圖像的速度更快，能比現(xiàn)有技術(shù)更靈敏地感知低強(qiáng)度光線(xiàn)，感知和成像能力更佳。
光電探測(cè)器的多功能程度主要取決于三個(gè)因素：運(yùn)行速度、感知低強(qiáng)度光線(xiàn)的能力、感知的頻譜范圍。通常來(lái)說(shuō)，如果改善了這三個(gè)因素中的某一個(gè)，那么另外兩個(gè)因素中就會(huì)至少有一個(gè)變得惡化。而美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校(ucla)設(shè)計(jì)的這一種新型光電探測(cè)器，讓以上的三個(gè)因素都得到了改善。
這種新型光電探測(cè)器利用了石墨烯的獨(dú)特性質(zhì)，石墨烯是有單層碳原子組成的超薄材料。對(duì)于探測(cè)光子來(lái)說(shuō)，石墨烯是一種的材料，因?yàn)樗梢晕諄?lái)自較寬的電磁頻譜的能量，從紫外線(xiàn)到可見(jiàn)光再到紅外線(xiàn)和微波。石墨烯也是具有非常好的導(dǎo)電性，能讓電子暢通無(wú)阻地流過(guò)。
為了制成光電探測(cè)器，研究人員將石墨烯條帶放置在二氧化硅層上，而二氧化硅層本身覆蓋在硅基底上。然后，他們創(chuàng)造出一系列的由黃金制成的梳狀納米圖案，具有100納米寬的“梳齒”。
石墨烯如同一張網(wǎng)，用于捕捉入射的光子，然后將它們轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。這種黃金的梳狀納米圖案快速地將信息轉(zhuǎn)遞至處理器，然后處理器會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生出高質(zhì)量的圖像，即便是在低光條件下。
ucla 博士后訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者、論文*作者 semih cakmakyapan 表示：“我們特別設(shè)計(jì)了石墨烯納米帶與它們的金屬貼片的尺寸，使得入射的可見(jiàn)光和紅外光都緊緊地限制在其中。這種設(shè)計(jì)地制造出的電信號(hào)，能跨越整個(gè)頻譜范圍，從可見(jiàn)光到紅外線(xiàn)，追蹤光線(xiàn)強(qiáng)度的超高速且輕微的變化。”這項(xiàng)研究的、電氣與計(jì)算機(jī)工程系教授 mona jarrahi 表示：“我們的光電探測(cè)器可以拓展光電探測(cè)器在成像和感知系統(tǒng)方面應(yīng)用的范圍和潛力。它可以顯著改善應(yīng)用于夜視環(huán)境或醫(yī)療診斷應(yīng)用中的熱成像，在醫(yī)療診斷應(yīng)用中，微小的溫度變化將使得醫(yī)生得到關(guān)于患者的許多信息。它也可用于環(huán)境感知技術(shù)，更加地分辨污染物濃度。”
(原文標(biāo)題：新型光電探測(cè)器：感知和成像能力更佳)