پژوهشگران دانشگاه مريلند نوع جديدي شناساگر مادون قرمز را ساختند که مي‌توان در حوزه‌هاي مختلف از آن استفاده کرد.

به گزارش سرويس فناوري ايسنا، اين حسگر يک بلومتر الکتروني است که از آن مي‌توان در شناسايي مواد شيميايي، سلاح‌هاي بيوشيميايي از فاصله دور، تصويربرداري‌هاي امنيتي نظير اسکنرهاي بدن در فرودگاه و همچنين بهبود دستگاه‌هاي آناليزي و تلسکوپ‌ها استفاده کرد.

در اين پروژه که به رهبري «مايکل فوهرر» و «دنيس درو» انجام شده استف يک بلومتر جديد با استفاده از گرافن دو لايه ساخته شده است. از آن جايي که در اين بلومتر از گرافن استفاده شدهف بنابراين انتظار مي‌رود که نسبت به طيف وسيعي از طول موج‌ها از فرکانس‌هاي تراهرتز گرفته تا مادون قرمز و نور مرئي حساس باشد.

بلومتر الکترون داغ گرافن، يک شناساگر حساس، سريع و با نويز کم است؛ اين شناساگر قادر است بطور ويژه طول موج‌هاي پايين‌تر از حد ميليمتر را که شناسايي آن دشوار است، شناسايي کند. از آن جايي که اين فوتون‌ها توسط مولکول‌هاي بين ستاره‌اي سرد منتشر مي‌شوند، مي‌توان با شناسايي آنها به مطالعه مراحل اوليه تشکيل ستاره‌ها و کهکشان‌ها پرداخت.

دانشمندان هميشه بدنبال حسگرهاي حساس به امواج زير ميليمتر هستند تا با کمک آنها انتقال قرمز و جرم کهکشان‌ها را تعيين کنند، با اين کار مي‌توان انرژي سياه را مطالعه کرد و ساختار کيهان را مورد بررسي قرار داد.

بيشتر شناساگرهاي فوتوني مبتني بر نيمه‌هادي‌ها هستند. نيمه‌هادي‌ها موادي هستند که در ساختار آنها محدوده‌اي از انرژي وجود دارد که الکترون‌ها مجاز به اشغال آن نيستند؛ به اين محدوده، باند گپ گفته مي‌شود. الکترون‌ها در نيمه‌هادي مي‌توانند فوتون‌هايي با انرژي بيشتر از باندگپ را جذب کنند. اين ويژگي موجب مي‌شود تا بتوان از آنها در ادواتي نظير پيل‌هاي فتوولتائيک استفاده کرد.

گرافن داراي باندگپ صفر است، بنابراين تمام محدوده‌هاي انرژي را جذب مي‌کند. از اين رو گرافن مي‌تواند فوتون‌هايي با انرژي بسيار کم نظير مادون قرمز و تراهرتز را جذب کند.

پژوهشگران دانشگاه مريلند از اين مزاياي گرافن استفاده کرده تا بلومتر الکترون داغ بسازند. اين کار با تغيير مقاومت گرافن انجام مي‌شود که در نتيجه آن الکترون‌ها گرم مي‌شوند.

مقاومت گرافن مستقل از دما است که اين موضوع براي ساخت بلومتر خوب نيست، پژوهشگران براي رفع اين مشکل ميدان الکتريکي به گرافن اعمال کردند که در نتيجه آن يک باند گپ بسيار کوچک در گرافن ايجاد مي‌شود، با اين کار مقاومت به گرما وابسته مي‌شود.

تيم تحقيقاتي دانشگاه مريلند، نتايج يافته‌هاي خود را در نشريه «Nature Nanotechnology» به چاپ رساندند.

انتهاي پيام