石墨烯传感器高清热成像技术可轻松检测爆炸物“安博·体育”

本文摘要：石墨烯融合热电材料，可以检测到十分黯淡的温度变化。

石墨烯融合热电材料，可以检测到十分黯淡的温度变化。剑桥石墨烯中心的研究人员近日找到：将具有独有电学性质的石墨烯制成传感器用作热光学技术，能很大提升热光学质量。跟能将温度变化转化成为电信号的热电材料因应用于，这种包括石墨烯的传感器能感官几十微K的温度变化。

在实际应用领域，这种低清热解毒光学技术未来将会为爆炸物和其他有害物质的检测获取更加精确的检测手段。这项研究公开发表在《大自然通讯》上。论文中提及，研究人员把一层石墨烯砖在热电材料基质铌酸锂(LiNbO3)上，再行在上面摆放一种叫作“浮动栅”的电极(一般来说由金制成)。

浮动栅电极将热电材料中由温度变化产生的电场集中于在石墨烯中，进而转变石墨烯的电阻，而石墨烯电阻的变化就是这个装置的输入结果。电阻式辐射热测量计用的就是这个原理。研究人员指出，利用热电材料和电阻式辐射热测量计的传感器可以为低清热解毒光学照相机获取所需的像素点。用于石墨烯仅次于的一个优点是，你可以把它当作一个内置的热电信号放大器。

传统的红外传感器必须利用晶体管来缩放热电材料中产生的热电信号，缺点是这个过程不会遗失信号或产生噪音，进而减少传感器的灵敏度。利用石墨烯，热电信号必要转入石墨烯中并被不断扩大。“把石墨烯放大器置放放热反应电材料上时，热电材料产生的电流变化将必要转入石墨烯中，会产生一点损失，”论文作者AlanColli说明说道。Colli博士效力于Emberion公司，后者正是去年从诺基亚公司分离出来专门研发X射线、热感和红外照相机传感器。

两家公司在这项研究中是合作关系。另外，石墨烯的导电性能也容许将传感器与外部加载线路串联一起，确保传感器信号的传输效率尽量低。这种石墨烯恩传感器能检测的温度变化比人手附近时引发的温度变化还要小1000倍，超过需要辨别低于15μK的温度变化，是目前已报导的石墨烯基非加热器热光学检测器中灵敏度最低的。

这样低的灵敏度意味著它甚至可以用作光谱分析，检测某些特定化学官能团收到或吸取的较宽红外光谱，这一点是传统的红外检测器所无法胜任的。灵敏度的提升，意味著检测器可以增大可检测的电磁辐射频率范围，同时维持较高的图像分辨率，需要协助辨识收到或吸取较宽特征波谱的类似物质，比如说爆炸物、毒性物质等危险物品，提升安全检查的准确性。

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