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石墨烯隐形眼镜 让你拥有“红外夜视”的能力

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-04-04  浏览次数:1153
核心提示:在镜片之间夹入石墨烯,美国密歇根大学的研究人员研制出能够建造一种具有捕捉可见光和红外线能力的传感器,而不需要笨重的冷却装置—因为一般而言,中红外和远红外传感器通常必须在极低的温度才能工作。

戴上一副石墨烯隐形眼镜,你就拥有“红外夜视”的能力,这听上去是不是很有谍战片的范儿?而来自美国的研究人员则要告诉你,这并不只是在拍电影,现实中也能够实现。

在镜片之间夹入石墨烯,美国密歇根大学的研究人员研制出能够建造一种具有捕捉可见光和红外线能力的传感器,而不需要笨重的冷却装置—因为一般而言,中红外和远红外传感器通常必须在极低的温度才能工作。团队已经打造出一片比指甲还小的眼镜原型,还能够再缩小。这项最新研究发表在近期出版的《自然-纳米技术》杂志上。


 石墨烯隐形眼镜      让你拥有“红外夜视”的能力

美国密歇根大学电气工程和计算机学助理教授钟朝晖(音译)和他的团队对石墨烯产生电信号的过程进行了改进,将石墨烯进行“三明治”夹层处理,在两个石墨烯薄片之间设置了一个绝缘隔离层,底层有电流通过。

当光线照射到顶层石墨烯的时候,装置会释放电子,产生带正电的空穴。而后在量子穿隧效应下,电子穿过中间的绝缘层,到达底部的石墨烯层。此时,留在上层石墨烯上的带正电空穴会产生电场,并对下层石墨烯的电流产生影响。通过测量电流的变化,就能推断出照射在上层石墨烯上的光的亮度。钟朝晖称,新方法首次让中红外和远红外传感器的灵敏度达到了一个新的高度,完全能够媲美需要冷却装置才能运行的传统红外线传感器。

这种镜片像数码相机硅图像传感器一样敏感,充分利用了石墨烯“超级传感器”的性能。石墨烯内的电子能够像光子一样高速运动,是硅中光子速度数十倍。它可作为一种“热载流子”,产生的效应可以测量、加工处理,转换成为图像。研究人员还指出,石墨烯是超宽带光电探测器的首选材料,它能够吸收紫外线至远红外线的光谱。据资料,红外线的波长在760纳米至1毫米之间,是波长比红光长的非可见光,分为近红外线、中红外线和远红外线三种。

团队成员说,他们设计出极薄的石墨烯感光器,能够加到隐形眼镜中,或与手机镜头整合。专家表示,这项技术可以扩大应用到军事、安保、医学等领域,例如强化军人夜行时的视力,以及需要黑暗中观察周围环境的群体。

 
关键词: 石墨烯隐形眼镜
 
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