0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

基于石墨烯和硅肖特基接触的红外辐射传感器

454398 来源:考纳斯工业大学 作者:考纳斯工业大学 2020-12-31 16:57 次阅读

考纳斯工业大学(KTU)材料科学研究所的一组研究人员创建了新的基于石墨烯和硅肖特基接触的红外辐射传感器,这些传感器比目前市场上使用的红外传感器更有效。

新型红外传感器可以助力我们从太空进行地球观测,进行行星际飞行任务以探索其他行星的大气层或寻找火星上的生命。如果不将红外线传感器安装在各种设备中,所有这些都不能实现。此外,该传感器还用于夜视设备,建筑节能控制系统,光通信线路,运动传感器和药品等行业应用。

如今机场还使用这种传感器来远程测量乘客的体温,以识别感染了Covid-19病毒的人。

事实上,在过去的几年中,考纳斯工业大学(KTU)的研究人员一直在努力改进这些传感器。

该研究小组的首席研究员ŠarûnasMeškinis博士认为,与其他红外传感器相比,肖特基接触传感器的制造技术非常简单。这些传感器的许多阵列可以制成在半导体板上,例如硅板。肖特基接触传感器的一个重要优点是开关速度快。

“但是,这些传感器的主要缺点之一是灵敏度低。那是因为它们只能将一小部分光粒子-光子-转换成光电子。因此,我们决定在石墨烯上制造纳米结构的金属等离子体吸收器,从而提高了这些传感器的灵敏度。”ŠarûnasMeškinis博士说。

考纳斯工业大学开发的石墨烯-有机硅红外传感器(俯视图)

传感器的应用–从气象到太空观测

肖特基接触式光电传感器可用于人造地球卫星,以监测水和土地边界,森林火灾,熔岩流。它们还用于气象,以评估植物和土壤,地质,光通信系统中的水位。

这些传感器用于研究其他行星:矿物学分析,行星大气中的大气现象以及寻找可能的生命迹象。它们对于太空中的许多类型的研究都很重要。”ŠarûnasMeškinis博士说。

由KTU研究人员创建的传感器可以以多种方式应用。ŠarûnasMeškinis博士认为,首先要考虑的是使这些传感器适应光学编码。光学编码器高精度的光机械设备,旨在测量最小位移,距离,机械设备及其组件的精度以及转速。

“在太空中,光学编码器用于激光通信终端,地面光学卫星站。此外,在低轨道卫星与地球之间的基于激光的通信中,航天器激光定位器(LiDAR),安装在卫星上的摄像机,太空望远镜,” KTU研究人员说。

石墨烯使传感器更加灵敏

肖特基接触传感器通常由生长在半导体上的金属层组成。该金属在半导体表面层中产生电场。

“当在金属或半导体表面层中产生光电子(由原子从原子释放的自由电子)时,它们可以被电场提取并形成所谓的光电流,该光电流可以测量并用于评估光强度(包括红外线辐射。”ŠarûnasMeškinis博士说。

由于常规传感器只能将一小部分光子-光子转换为光电子,因此研究人员决定使用石墨烯代替金属来解决此问题,并以此方式提高此类传感器的灵敏度。

因为石墨烯是超薄的,所以没有自由电子散射问题。结果,在石墨烯中产生的几乎所有光电子都将以适当的角度到达石墨烯和半导体结,并流向半导体。传感器中产生的光电流将比金属半导体接触器中的光电流大得多。”ŠarûnasMeškinis博士解释说。

然而,石墨烯的超小厚度也是要解决的重要问题。一层石墨烯只能吸收到达它的光子的2.3%。

“我们通过在石墨烯上形成特殊的金属纳米结构(称为等离子体纳米结构液体)解决了这一问题。他们提高了光电传感器的灵敏度。”研究人员解释说。

尽管金属半导体肖特基接触式传感器已经在市场上销售了30多年,但ŠarûnasMeškinis博士指出,石墨烯和半导体Shottky接触式光电传感器尚未量产。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 传感器
    +关注

    关注

    2550

    文章

    51046

    浏览量

    753161
  • 石墨烯
    +关注

    关注

    54

    文章

    1549

    浏览量

    79568
  • 红外传感器
    +关注

    关注

    9

    文章

    519

    浏览量

    47560
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    红外传感器的工作原理及应用

    红外传感器的工作原理 红外传感器的工作原理基于红外辐射的特性。红外辐射是电磁波谱中波长介于可见光
    的头像 发表于 11-19 15:30 556次阅读

    石墨发热油墨为汽车后视镜带来智能电加热保护

    Haydale石墨发热油墨采用了先进的石墨纳米材料,这是一种极为强大的导电材料。通过将石墨
    发表于 11-15 15:55

    接触温度传感器如何测量内部温度?

      非接触温度传感器,又称为红外温度传感器,是一种通过测量物体表面发射的红外辐射来确定物体温度的
    的头像 发表于 10-23 15:52 365次阅读

    什么是石墨和白石墨

    石墨石墨是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。这种独特的结构赋予了石墨
    的头像 发表于 09-30 08:02 369次阅读
    什么是<b class='flag-5'>石墨</b><b class='flag-5'>烯</b>和白<b class='flag-5'>石墨</b><b class='flag-5'>烯</b>?

    红外传感器和超声波传感器有什么区别

    红外传感器和超声波传感器是两种常用的非接触传感器,它们在工业自动化、机器人技术、安全监控、环境监测等领域有着广泛的应用。这两种传感器各有特
    的头像 发表于 09-19 16:44 1227次阅读

    红外传感器的主要优点有哪些

    一、引言 红外传感器是一种利用红外辐射进行检测的传感器,它们可以检测物体发出的红外辐射,或者反射
    的头像 发表于 08-20 09:31 880次阅读

    人体红外传感器的作用是什么

    人体红外传感器是一种利用人体发出的红外辐射来检测人体存在的传感器。它在许多领域都有广泛的应用,如安全监控、智能照明、自动门禁等。以下是关于人体红外传
    的头像 发表于 08-20 09:16 1100次阅读

    接触温度传感器如何测量内部温度

    接触温度传感器,又称为红外温度传感器,是一种通过测量物体表面发射的红外辐射来确定物体温度的
    的头像 发表于 06-19 14:43 1097次阅读

    石墨/基异质集成光电子器件综述

    石墨/基异质集成的光子器件研究在近年来取得了巨大进展,因石墨所具有的诸多独特的物理性质如超高载流子迁移率、超高非线性系数等,
    的头像 发表于 04-25 09:11 1034次阅读
    <b class='flag-5'>石墨</b><b class='flag-5'>烯</b>/<b class='flag-5'>硅</b>基异质集成光电子器件综述

    红外温度传感器的原理及应用

    红外温度传感器的原理及应用  红外温度传感器是一种常见的非接触式温度测量仪器,可以用来测量物体表面的温度。它基于
    的头像 发表于 03-07 15:48 1911次阅读

    石墨石墨有什么区别

    石墨石墨听起来很像,实际上石墨就是石墨的单层结构,石墨
    的头像 发表于 02-27 18:52 9958次阅读
    <b class='flag-5'>石墨</b>和<b class='flag-5'>石墨</b><b class='flag-5'>烯</b>有什么区别

    石墨电容

    探索未来能量储存新篇章:高性能4.2V 5500F 2.6Ah石墨电容推荐 随着科技的飞速发展,我们对于能量储存的需求也日益增长。在众多的储能元件中,石墨电容以其独特的优势,正逐
    发表于 02-21 20:28

    石墨是什么材料有什么功能 石墨电池与铅酸电池哪个好

    迁移率,石墨可以用于制作高性能的电子器件,如晶体管、显示屏等。与传统的材料相比,石墨具有更高的电子迁移率和更低的电阻,能够实现更高的性
    的头像 发表于 02-20 13:39 1369次阅读

    红外传感器种类及功能

    红外传感器是一种能够感知和测量红外辐射的装置,被广泛应用于各种领域,包括监控、家庭安防、温度测量、遥控、人体检测等等。本文将详细介绍红外传感器的种类和功能。
    的头像 发表于 01-15 16:15 2276次阅读

    基于石墨-金属硫化物纳米复合材料的气体传感器

    石墨因其对低浓度气体的高敏感性而备受瞩目,但选择性较差限制了其在高性能气体传感器中的应用。
    的头像 发表于 01-02 16:52 1340次阅读
    基于<b class='flag-5'>石墨</b><b class='flag-5'>烯</b>-金属硫化物纳米复合材料的气体<b class='flag-5'>传感器</b>