Prototypeanordning til måling af grafenbaseret elektromagnetisk stråling

En prototype enhed kaldet et bolometer måler elektromagnetisk strålingsenergiflow baseret på fysiske parametervariationer af termofølsomme elementer som følge af opvarmning ved absorption af strålingsenergi.

"Vi studerede termiske og optiske egenskaber af kulstofstrukturerne afledt af reduceret grafenoxid i en lang række bølgelængder fra synlig til infrarød. Ud over kulstofstrukturernes optiske og termiske egenskaber, vi har demonstreret bolometerprototypen, der fungerer ved stuetemperatur uden yderligere køling, " siger Stanislav Evlashin, artiklens første forfatter, forskeren ved Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics Lomonosov Moscow State University (SINP MSU), Ph.d. i fysisk-matematisk videnskab.

Syntese og undersøgelser af de nye materialer til bolometriske sensorer har stor videnskabelig og praktisk betydning. Sådanne materialer skal have en høj effektiv absorption over et bredt spektralområde, høj stabil termoresistiv effekt (ændring i elektrisk ledningsevne med temperatur), og de skal være billige at fremstille.

For at skabe bolometer-prototypen, forskerne brugte en vandopløsning af grafenoxid, som blev opnået ved den meget anvendte metode til grafitoxidation. Den resulterende suspension af grafenoxid blev afsat på substratet til efterfølgende lasermikrostrukturering. Laserbehandling forårsager delvis reduktion af grafenoxidfilm og ændrer morfologien. Følgelig, det ændrer grafenoxids optiske og termiske egenskaber.

Materialesyntesen til bolometerprototypen blev udviklet på SINP MSU. Undersøgelser af de optiske egenskaber blev udført ved Fysikafdelingen ved Moscow State University. Forskning i de termiske egenskaber blev udført ved LPI RAS.

"Lasermikrostrukturering af grafenoxid åbner muligheden for selektiv skabelse af antireflekterende, termisk ledende og elektrisk ledende belægninger. Metoden er ret billig, kompatibel med konventionel halvlederteknologi og producerer antiabsorberende belægninger, der ville dække store områder på næsten enhver overflade. De observerede egenskaber af reduceret grafenoxid viser delvist udsigterne for dets anvendelse i bolometriske matricer og andre IR-enheder, " siger Stanislav Evlashin.