Naukowcy dostrajają nanorurki węglowe do elastycznych, nadających się do noszenia urządzeń terahercowych

Anonim

Naukowcy z Tokyo Institute of Technology opracowali elastyczne kamery terahercowe oparte na chemicznie przestrajalnych nanorurek węglowych. Wyniki poszerzają zakres aplikacji terahercowych o technologię wrap-around, technologie noszenia, a także wielkoskalowe urządzenia fotoniczne.

Nanorurki węglowe (CNT) zaczynają podbijać świat elektroniki, a teraz ich zastosowanie w technologiach terahercowych (THz) zrobiło duży krok naprzód.

Ze względu na doskonałą przewodność i wyjątkowe właściwości fizyczne, CNT są atrakcyjną opcją dla urządzeń elektronicznych następnej generacji. Jednym z najbardziej obiecujących osiągnięć jest ich zastosowanie w urządzeniach THz. Coraz częściej kamery THz wyłaniają się jako bezpieczna i realna alternatywa dla konwencjonalnych systemów obrazowania w szerokim zakresie zastosowań, od bezpieczeństwa na lotniskach, przez kontrolę żywności i uwierzytelnianie dzieł sztuki po technologie wykrywania medycznego i środowiskowego.

Zapotrzebowanie na detektory THz, które mogą dostarczyć obrazowanie w czasie rzeczywistym dla szerokiej gamy zastosowań przemysłowych, pobudziło badania nad niskobudżetowymi, elastycznymi systemami obrazowania THz. Yukio Kawano z Laboratorium Przyszłości Interdyscyplinarnych Badań Nauki i Technologii, Tokijskiego Instytutu Technologii (Tokyo Tech), jest światowej sławy ekspertem w tej dziedzinie. W 2016 roku ogłosił na przykład rozwój technologii terahercowych do noszenia na bazie wielowarstwowych nanorurek węglowych.

Kawano i jego zespół od tego czasu badali skuteczność wykrywania THz dla różnych typów materiałów CNT, biorąc pod uwagę fakt, że istnieje wiele możliwości udoskonalenia, aby sprostać wymaganiom zastosowań na skalę przemysłową.

Teraz informują o rozwoju elastycznych kamer THz do filmów CNT, które można precyzyjnie dostroić, aby zmaksymalizować wydajność detektora THz.

Publikując swoje odkrycia w materiałach nano stosowanych w ACS, nowe aparaty THz oparte są na chemicznie regulowanych półprzewodnikowych filmach CNT.

Korzystając z technologii znanej jako bramkowanie cieczą jonową, naukowcy wykazali, że mogą uzyskać wysoki stopień kontroli nad kluczowymi czynnikami związanymi z wydajnością detektora THz dla filmu CNT o grubości 30 mikrometrów. Ten poziom grubości był ważny, aby zapewnić, że kamera zachowa swój swobodny kształt i elastyczność, jak pokazano na rysunku 1.

"Dodatkowo, " mówi zespół, "opracowaliśmy bezfiltrowe strojenie na poziomie Fermiego oparte na roztworach domieszek o zmiennej koncentracji i wyprodukowano zestrojony na poziomie Fn pn węzeł CNT THz Imager." W eksperymentach wykorzystujących ten nowy typ wywoływacza, naukowcy uzyskali pomyślną wizualizację metalowego spinacza do papieru wewnątrz standardowej koperty (patrz Rysunek 2.)

Giętkość nowego aparatu fotograficznego THz i możliwość jeszcze dokładniejszego dostrojenia poszerzy gamę urządzeń opartych na CNT, które mogą zostać opracowane w niedalekiej przyszłości.

Ponadto, tanie metody wytwarzania, takie jak powlekanie atramentowe, mogą sprawić, że urządzenia do obrazowania THz o dużych powierzchniach będą łatwiej dostępne.

menu
menu