Forskere finjusterer carbon nanorør for fleksibel, fingerspids-bærbare terahertz-billeder

Forskere ved Tokyo Institute of Technology har udviklet fleksible terahertz -billeddannere baseret på kemisk afstembare carbon -nanorørmaterialer. Resultaterne udvider omfanget af terahertz-applikationer til at omfatte wrap-around, bærbare teknologier samt store fotoniske enheder.

Carbon nanorør (CNT'er) begynder at tage elektronikverdenen med storm, og nu har deres anvendelse i terahertz (THz) teknologier taget et stort skridt fremad.

På grund af deres fremragende ledningsevne og unikke fysiske egenskaber, CNT'er er en attraktiv mulighed for næste generations elektroniske enheder. En af de mest lovende udviklinger er deres anvendelse i THz -enheder. I stigende grad, THz -billedet viser sig som et sikkert og levedygtigt alternativ til konventionelle billeddannelsessystemer på tværs af en lang række applikationer, fra lufthavnens sikkerhed, fødevareinspektion og kunstgodkendelse til medicinske og miljømæssige sanseteknologier.

Efterspørgslen efter THz-detektorer, der kan levere billeddannelse i realtid til en bred vifte af industrielle applikationer, har ansporet forskning i billige, fleksible THz billeddannelsessystemer. Yukio Kawano fra laboratoriet for fremtidig tværfaglig forskning inden for videnskab og teknologi, Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), er en verdenskendt ekspert på dette område. I 2016, for eksempel, han annoncerede udviklingen af ​​bærbare terahertz -teknologier baseret på multiarrayed carbon nanorør.

Kawano og hans team har siden undersøgt THz -detekteringsydelse for forskellige typer CNT -materialer, i erkendelse af, at der er masser af plads til forbedringer for at imødekomme behovene i applikationer i industriel skala.

Nu, de rapporterer udviklingen af ​​fleksible THz-billeddannere til CNT-film, der kan finjusteres for at maksimere THz-detektorens ydeevne.

Offentliggørelse af deres fund i ACS -anvendte nanomaterialer , de nye THz -billedkameraer er baseret på kemisk justerbare halvledende CNT -film.

Ved at gøre brug af en teknologi kendt som ionisk flydende gating, forskerne demonstrerede, at de kunne opnå en høj grad af kontrol over nøglefaktorer relateret til THz -detektorydelse for en CNT -film med en tykkelse på 30 mikrometer. Dette tykkelsesniveau var vigtigt for at sikre, at billedfolkene ville bevare deres fritstående form og fleksibilitet, som vist i figur 1.

"Derudover "siger teamet, "vi udviklede gate-free tuning på Fermi-niveau baseret på dopantopløsninger med variabel koncentration og fremstillede et Fermi-niveau-tunet p-n junction CNT THz imager." I forsøg med denne nye type billedbehandler, forskerne opnåede en vellykket visualisering af en metalpapir inde i en standardkuvert (se figur 2.)

Den nye THz-billeders bøjelighed og muligheden for endnu mere finjustering vil udvide sortimentet af CNT-baserede enheder, der kunne udvikles i den nærmeste fremtid.

I øvrigt, billige fremstillingsmetoder, såsom inkjet-belægning, kunne gøre THz-billeddannelsesenheder i stort område lettere tilgængelige.