石墨烯使得在柔性材料上获得高速电子成为可能

作者: cnpim CNPIM 2017年11月02日

查尔姆斯理工大学的研究人员们在塑料基板上使用石墨烯晶体管,开发了用于太赫兹频率(1000千兆赫兹)的柔性探测器。它是这类产品中的首例成品,而且可以将太赫兹技术应用于需要柔性电子设备的应用中,如无线传感器网络和可穿戴技术。结果发表在科学杂志“Applied Physics Letters”中(“A flexible graphene terahertz detector”)中。


在二维材料石墨烯的帮助下,第一个柔性的太赫兹探测器由查尔姆斯理工大学的研究人员们开发。在健康和物联网以及新型传感器方面的机遇都很大。(图片:Boid-产品设计工作室,哥德堡)

太赫兹辐射具有广泛的用途,可以发生在从射电天文学到医学的任何领域。该术语是指频率范围从100千兆赫到10太赫兹的电磁波。对无线通信中更高带宽的需求和安全应用的描述导致了对太赫兹频率的系统和组件的加强研究。

长期以来,一个挑战是能够实现低重量和低成本的应用。进而,聚合物技术的进步促进了柔性电子学的发展,并使得在柔性基底上生产高频单元。

最近,查尔姆斯大学的研究人员们Xinxin Yang,Andrei Vorobiev,Andrey Generalov,Michael A. Andersson和Jan Stake已经开发出了第一台柔性的基于石墨烯的太赫兹探测器。因此,这为柔性太赫兹电子设备奠定了基础。

该探测器具有独特的功能。在室温下,它检测到频率范围330到500千兆赫兹的信号。它是半透明的且柔性的,并且适用于各种应用场景。该技术可用于太赫兹(THz)波段成像,也可用于识别不同物质(传感器)。在卫生保健方面也可能有潜在的益处,太赫兹波可用于检测癌症。可以使用探测器的其他领域是用于车辆或无线通信的成像传感器。

石墨烯独特的电子特征,结合其柔性的性质,使其成为融入塑料和织物的有前景的材料,这将成为未来互联世界的重要组成部分。石墨烯电子器件可以用于诸如通常被称为物联网的日常物品的新应用。

探测器显示了石墨烯的具体可能性,石墨烯是一种极好地传导电流的材料。这是一个特性,使石墨烯成为快速电子产品中的有吸引力的构建块组成部分。因此,查尔姆斯大学的研究人员们的工作是石墨烯在太赫兹频段应用的重要一步,也是高性能和低成本的柔性太赫兹技术的突破。

该探测器最近在欧盟塔林数字峰会上引起了关注,石墨烯和相关材料展示了几项重要的技术创新。在峰会上,欧盟国家元首和政府首脑聚集在一起,讨论数字创新和欧洲数字化未来。旗舰的焦点是展示石墨烯可以起什么作用。

这项研究也是XinxinYang的学位讨论会的一部分,将于2017年11月22日在查尔姆斯大学进行。


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