石墨烯 赋予你超强夜视能力

据报道，近日美国一研究小组利用石墨烯成功设计出了世界上首个在室温下具有高灵敏度的红外光电探测器，相当于我们通常所说的夜视镜。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，自从2004年被发现后就以其优越的电子、机械性能被全世界广泛关注。 Zhaohui Zhong和他密歇根大学的同事们正是利用了石墨烯独特的材料性能和超宽带光吸收能力，成功设计出了这台光电探测器。

密歇根研究小组的石墨烯光电探测器

该探测器由两层石墨烯和位于其间的隔离层组成。当光线照射到顶层石墨烯时，装置产生“热”电子，同时受高能量的影响产生带正电的空穴。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。

在这个过程中，Zhaohui Zhong和他的同事们将底层石墨烯组装成一个场效应晶体管，这个场效应晶体管能够将微小电流信号放大，从而克服了石墨烯天然的低灵敏度问题。虽然之前石墨烯也曾被做成光电探测器，但受限于它本身的低灵敏度，石墨烯仅能吸收照射到它的表面光的2.3%。“目前阶段的石墨烯光电探测器的最大障碍就是它的低灵敏度，远远满足不了商业产品的需要。”Zhong说道。而这次密歇根大学研究小组的设计恰恰在灵敏度方面得到了很大提升。

像夜视镜一样，该红外探测器还有很多其它的应用，比如：探测热泄露、监控洪流和辨别环境中某些化学物质；甚至可以被用来研究藏画，通过查找颜料的层数来确定该画的版本。然而，要想更精准的探测整个红外光谱还需联合其它技术同时进行。

“我们可以使整个设计更薄，这样它就可以被放置在隐形眼镜、移动电话或是其它可穿戴电子设备上，从而进一步拓展人们的视觉能力，给人们提供另一种途径与所在环境进行交互。”Zhong说道。

译自：http://physicsworld.com/cws/article/news/2014/mar/28/graphene-gains-thermal-vision

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