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利用石墨烯表面等离子体的室温红外探测器

来源:蓝海星智库   更新时间:2019-06-04 09:38:41    

  美国爱荷华州立大学研制出一种利用石墨烯表面等离子体探测红外光的控制器,能有效解决传统红外探测器响应速度慢、空间分辨率低、无法室温工作等问题。

  这种探测器由石墨烯纳米盘和石墨烯纳米带两种结构构成,二者交替连接形成紧密的传感阵列。其中,石墨烯纳米盘作为表面等离子体谐振器,可强烈吸收红外光,受到红外光谐振激发后会产生谐振的表面等离子体。表面等离子体接下来会发生衰减,产生热电子。带隙大小一定的石墨烯纳米带是检测这些热电子的关键。石墨烯纳米带因制造过程中随机形成的边缘粗糙度或电荷杂质,带隙会发生变化,形成一系列杂乱的势垒。这些势垒会阻碍冷电子跃迁,但不影响热电子。利用热电子产生的电信号即可探测红外光。


探测器结构图,其中GND为石墨烯纳米盘,GNR为石墨烯纳米带

  这种石墨烯红外探测器具有灵敏度高、尺寸小、响应速度快等优点,符合传统纳米制造工艺标准,能够大规模生产,可用于高速热成像、自由空间通信等。

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