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太赫兹|日本发明基于碳纳米管的柔性、指尖可穿戴太赫兹成像系统
梅西 2018-07-05
导语

东京技术学院研究人员研发出基于化学“可调”碳纳米管(CNT)材料的柔性太赫兹成像系统,并通过设计使这些CNT薄膜能够被精确调整,以最大化THz探测器性能。

东京技术学院(Tokyo Tech)的研究人员研发出基于化学“可调”碳纳米管(CNT)材料的柔性太赫兹(THz)成像系统,并通过设计使这些CNT薄膜能够被精确调整,以最大化THz探测器性能。

▍研究背景

THz探测器能够为一系列工业应用提供实时成像,该需求激发低成本、柔性THz成像系统的研究。东京技术学院的Yukio Kawano一直从事使用各种类型CNT材料实现THz探测性能的研究。

▍核心技术

研究人员通过使用“离子液体闸门”的技术,能够对30毫米厚CNT薄膜中影响THz探测器性能的几个重要因素实现高度控制。该薄膜厚度对于保证成像系统保持 柔性和独立性至关重要。离子液体闸门技术是用于调节材料载流子的技术。研究团队表示,“我们还实现基于可变浓度掺杂剂的gate-free费米能级调整, 制造出费米能力可调P/N结 CNT THz成像系统。”

▍检测效果验证

图为基于CNT的柔性THz成像系统,(a)放置于指尖,CNT THz成像系统易于围着弯曲表面卷曲(b)通过插入和旋转附着在指尖上的THz成像系统,管道的损伤可轻易被发现。

图为CNT THz成像系统可实现在信封中曲别针的清晰、非破坏性可视化

▍应用及意义

研究人员表示,THz技术所用CNT已向前迈进了一大步。此次研究成果拓展了THz的应用范畴,将可卷曲、可穿戴技术及大面积光电器件都包含在THz的应用 中。THz成像系统越来越作为一个安全可替代传统成像系统的可行性方案,在集成安全、医疗传感器等一系列应用中大有可为。THz成像系统的可弯曲性和未来 更高的可调性将拓展基于CNT THz器件的研发。而且,喷墨涂层等低成本制造方法将使大面积THz成像设备更具现实价值。

参考文献

Daichi Suzuki, et al,"Fermi-Level-Controlled Semiconducting-Separated Carbon Nanotube Films for Flexible Terahertz Imagers,' ACS Applied Nano Materials, 2018; 1 (6): 2469 DOI: 10.1021/acsanm.8b00421

(本文来源:大国重器微信公众号;)

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  • 柔性太赫兹
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作者 梅西

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