石墨烯和太赫茲，一個是面向未來的新材料、一個是面向未來的新技術(shù)，當(dāng)它們“相遇”，會產(chǎn)生怎樣的“火花”？記者14日從中國電子科技集團(tuán)公司獲悉，中國電科13所專用集成電路國家級重點實驗室與中科院蘇州納米所納米器件與應(yīng)用重點實驗室攜手，成功將石墨烯太赫茲探測器的工作頻率提高至650GHz，并在國際上首次實現(xiàn)石墨烯外差混頻探測，為太赫茲立體成像打開新的大門。
作為電磁波家族中的神秘存在——太赫茲：這種頻率介于0.1THz到10THz之間的電磁波，具有較低的光子能量、較高的穿透能力，在安檢成像、雷達(dá)、通信、天文、大氣觀測和生物醫(yī)學(xué)等眾多技術(shù)領(lǐng)域，有著廣闊的應(yīng)用前景。
太赫茲波雖然功能強(qiáng)，但其探測難度大，一直制約著相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。專家指出，現(xiàn)有的探測技術(shù)存在工作環(huán)境深低溫、響應(yīng)速度慢、探測率低等問題，因此，發(fā)展室溫環(huán)境下工作的超高靈敏度太赫茲探測器對推進(jìn)太赫茲技術(shù)應(yīng)用具有重要意義。
為解決這些難題，中國電科13所重點實驗室攜手中科院蘇州納米所納米器件與應(yīng)用重點實驗室，通過運(yùn)用石墨烯材料，成功研制出可在室溫環(huán)境下工作的“低阻抗、高靈敏度”石墨烯太赫茲探測器，其工作頻率和靈敏度均達(dá)到同類探測器中最高水平。
“我們用‘熱解法’來制作石墨烯材料，這種方法是將碳化硅晶體加熱到1600攝氏度，蒸發(fā)掉表面的硅原子，通過重新排布剩下的碳原子來獲取。”中國電科13所技術(shù)專家蔚翠解釋道：“這種方法獲得的晶圓級石墨烯不但均勻性更好，層數(shù)、電學(xué)性能都更有保障，未來產(chǎn)業(yè)化能力更強(qiáng)。”
“后續(xù)，我們還將繼續(xù)努力提高材料性能，優(yōu)化器件工藝，提升器件性能。”專家介紹，這款探測器聽起來比較“高大上”，但應(yīng)用場景十分“親民”，人們熟知的太赫茲安檢領(lǐng)域?qū)砭涂蓱?yīng)用這款產(chǎn)品。
由于這款探測器的工作頻率和靈敏度大為提高，其成像能力也顯著提升。“以往探測設(shè)備獲取的太赫茲圖像只是在‘拍照’，這種新的探測技術(shù)可以在將來實現(xiàn)實時‘?dāng)z像’。”中國電科13所技術(shù)專家梁士雄如是說。
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