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当新材料遇上新技术:石墨烯探测让太赫兹成像立体起来

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来源: 新华社   发布者:新华社
热度14票   时间:2017年7月14日 20:17
石墨烯和太赫兹,一个是面向未来的新材料、一个是面向未来的新技术,当它们“相遇”,会产生怎样的“火花”?记者14日从中国电子科技集团公司获悉,中国电科13所专用集成电路国家级重点实验室与中科院苏州纳米所纳米器件与应用重点实验室携手,成功将石墨烯太赫兹探测器的工作频率提高至650GHz,并在国际上首次实现石墨烯外差混频探测,为太赫兹立体成像打开新的大门。
  
作为电磁波家族中的神秘存在——太赫兹:这种频率介于0.1THz到10THz之间的电磁波,具有较低的光子能量、较高的穿透能力,在安检成像、雷达、通信、天文、大气观测和生物医学等众多技术领域,有着广阔的应用前景。
  
太赫兹波虽然功能强,但其探测难度大,一直制约着相关领域的发展。专家指出,现有的探测技术存在工作环境深低温、响应速度慢、探测率低等问题,因此,发展室温环境下工作的超高灵敏度太赫兹探测器对推进太赫兹技术应用具有重要意义。
  
为解决这些难题,中国电科13所重点实验室携手中科院苏州纳米所纳米器件与应用重点实验室,通过运用石墨烯材料,成功研制出可在室温环境下工作的“低阻抗、高灵敏度”石墨烯太赫兹探测器,其工作频率和灵敏度均达到同类探测器中最高水平。
  
“我们用‘热解法’来制作石墨烯材料,这种方法是将碳化硅晶体加热到1600摄氏度,蒸发掉表面的硅原子,通过重新排布剩下的碳原子来获取。”中国电科13所技术专家蔚翠解释道:“这种方法获得的晶圆级石墨烯不但均匀性更好,层数、电学性能都更有保障,未来产业化能力更强。”
  
“后续,我们还将继续努力提高材料性能,优化器件工艺,提升器件性能。”专家介绍,这款探测器听起来比较“高大上”,但应用场景十分“亲民”,人们熟知的太赫兹安检领域将来就可应用这款产品。
  
由于这款探测器的工作频率和灵敏度大为提高,其成像能力也显著提升。“以往探测设备获取的太赫兹图像只是在‘拍照’,这种新的探测技术可以在将来实现实时‘摄像’。”中国电科13所技术专家梁士雄如是说。



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