基于石墨烯的非冷卻熱檢測(cè)器的最高報(bào)告的溫度敏感性,能夠?qū)囟茸兓纸鉃閹资?mu;K。僅需要幾納米的IR輻射功率來(lái)在隔離器件中產(chǎn)生這樣小的溫度變化,比通過(guò)緊密靠近的人手遞送到檢測(cè)器的IR功率小大約1000倍。使用高性能的基于石墨烯的IR檢測(cè)器,可以提供較少的入射輻射的強(qiáng)信號(hào),可以隔離IR光譜的不同部分。這在安全應(yīng)用中是至關(guān)重要的,其中不同的材料(例如爆炸物)可以通過(guò)它們的特征IR吸收或透射光譜來(lái)區(qū)分。
典型的IR光電探測(cè)器通過(guò)熱電效應(yīng)或作為測(cè)量由于加熱引起的電阻變化的測(cè)輻射熱計(jì)進(jìn)行操作。基于石墨烯的熱釋電測(cè)輻射熱計(jì)將這兩種方法與石墨烯的優(yōu)異電性能相結(jié)合,以獲得最佳性能。石墨烯作為信號(hào)的內(nèi)置放大器,消除了對(duì)外部晶體管的需要,意味著沒(méi)有寄生電容的損失和顯著低的噪聲。
石墨烯的高電導(dǎo)率還提供與用于與檢測(cè)器像素和記錄裝置接口的外部讀出集成電路(ROIC)的方便的阻抗匹配。隨著石墨烯質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)(例如,更高的遷移率),可以制造具有擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)范圍(器件將可靠地工作的溫度范圍)的穩(wěn)健器件,同時(shí)保持相同的優(yōu)異的溫度響應(yīng)性。
過(guò)去幾年,紅外探測(cè)器的市場(chǎng)規(guī)模急劇增加,這些設(shè)備正在越來(lái)越多的應(yīng)用領(lǐng)域,特別是光譜安全檢查變得越來(lái)越重要,這需要在室溫下的高靈敏度,此次將納米材料石墨烯應(yīng)用到紅外探測(cè)器中,是在滿足石墨烯紅外探測(cè)器的這些要求方面邁出的巨大一步。