Graphene is capable of detecting th

Graphene is capable of detecting the entire infrared spectrum, with visible and ultraviolet light thrown in. But where graphene giveth, it also taketh away. Because graphene is only one-atom thick, it can absorb only 2.3 percent of the light that hits it. This is not enough to generate an electrical signal, and without a signal it can’t operate as a infrared sensor.

"The challenge for the current generation of graphene-based detectors is that their sensitivity is typically very poor," said Zhaohui Zhong, assistant professor at the University of Michigan, in a press release. "It's a hundred to a thousand times lower than what a commercial device would require."

In research that was published in the journal Nature Nanotechnology ("Graphene photodetectors with ultra-broadband and high responsivity at room temperature"), the Michigan researchers devised a new method for generating the electrical signal. Instead of trying to measure the electrons that are released when the light strikes the material, they amplified an electrical current that is near the electrical signals generated by the incoming light.

To achieve this amplification, the researchers started by sandwiching an insulator between two sheets of graphene. The bottom sheet has an electrical current running through it. When light hits the top sheet, electrons are freed and positively charged electron holes are generated. The electrons are able to perform a quantum tunneling effect through the insulator layer, which would be impenetrable in classical physics.

The electron holes that are left behind in the top layer generate an electric field that impacts the way electricity flows through the bottom layer. By measuring this change in the flow of current in the bottom layer, the researchers could derive just how much light hit the top layer.

This device has very nearly the same sensitivity as cooled mid-infrared detectors, but achieves it at room temperature. The researchers have already been able to produce infrared sensors the size of a pinky nail, or a standard contact lens.

"If we integrate it with a contact lens or other wearable electronics, it expands your vision," Zhong said in the release. "It provides you another way of interacting with your environment."

Most of us are familiar with the military applications of infrared vision, which allows the soldiers to see in the dark. But the technology also has medical applications such as letting doctors monitor blood flow.

Whether the ability to see in the infrared is an attractive feature for the rest of us remains to be seen. But that may become a possibility since the fundamental mechanism underlying the technology could become a mechanism for other material and device platforms. Is infrared vision mode for Google Glass in the offing?

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

กราฟีนมีความสามารถในการตรวจจับอินฟราเรดสเปกตรัมทั้งหมด มองเห็นได้ และรังสีอัลตราไวโอเลตในแสง แต่แกรฟีนทูล มันยังทรง taketh ห่าง เนื่องจากแกรฟีนเพียง หนึ่งอะตอมหนา มันสามารถดูดซับเพียงร้อยละ 2.3 ของแสงที่ฮิต ไม่เพียงพอในการสร้างสัญญาณไฟฟ้า และไม่ มีสัญญาณ มันไม่สามารถทำงานเป็นเซ็นเซอร์อินฟราเรด"ความท้าทายสำหรับรุ่นปัจจุบันของเครื่องตรวจจับใช้แกรฟีนคือความไวของพวกเขาโดยทั่วไปดีมาก กล่าวว่า จง Zhaohui ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน ไว้ใน "มันเป็นร้อยถึงพันเท่าต่ำกว่าอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ที่ต้อง"ในการวิจัยที่ถูกตีพิมพ์ในวารสารนาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ ("Graphene photodetectors กับ responsivity บรอดแบนด์สูง และสูงที่อุณหภูมิห้อง"), มิชิแกนนักวิจัยคิดค้นวิธีการใหม่สำหรับการสร้างสัญญาณไฟฟ้า แทนการพยายามวัดอิเล็กตรอนที่มีออกมาเมื่อแสงส่องวัสดุ พวกเขาขยายกระแสไฟฟ้าที่เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สร้างขึ้น โดยการรับแสงเพื่อให้บรรลุนี้ขยาย นักวิจัยเริ่มต้น โดย sandwiching ฉนวนระหว่างสองแผ่นแกรฟีน แผ่นล่างเป็นไฟฟ้าปัจจุบันวิ่งผ่านมันได้ เมื่อแผ่นด้านบน อิเล็กตรอนมีความเป็นอิสระ และมีประจุบวกอิเล็กตรอนหลุมสร้างขึ้น อิเล็กตรอนจะสามารถดำเนินการ quantum tunneling ผลผ่านชั้นฉนวนกันความร้อน ที่จะไม่ยอมรับในฟิสิกส์คลาสสิกหลุมอิเล็กตรอนที่จะทิ้งในชั้นบนสุดสร้างสนามไฟฟ้าที่มีผลกระทบทางไฟฟ้าไหลผ่านชั้นล่าง โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงในการไหลของกระแสในชั้นล่าง ที่นักวิจัยสามารถสืบทอดมาเพียงเท่าใดแสงตีชั้นบนสุดอุปกรณ์นี้มีความไวมากเกือบเดียวกันเป็นเครื่องตรวจจับอินฟราเรดกลางเย็น แต่ให้อุณหภูมิห้อง นักวิจัยได้สามารถผลิตเซ็นเซอร์อินฟราเรดขนาดของตะปูพิ้งกี้ หรือติดต่อเลนส์มาตรฐาน"ถ้าเราบูรณาการกับคอนแทคเลนส์หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ สวมใส่ได้ มันขยายวิสัยทัศน์ของคุณ จงกล่าวว่า ในการปล่อย "มันมีคุณอีกวิธีหนึ่งของการมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อม"ส่วนใหญ่เราจะคุ้นเคยกับการใช้งานทางทหารของวิสัยทัศน์อินฟราเรด ซึ่งช่วยให้ทหารดูในมืด แต่เทคโนโลยีมีการประยุกต์ทางการแพทย์เช่นการให้แพทย์ตรวจสอบการไหลเวียนของเลือดความสามารถในการเห็นในอินฟราเรดเป็นคุณลักษณะน่าสนใจสำหรับส่วนเหลือของเรายังคงที่จะเห็น แต่ที่อาจเป็นไปได้เนื่องจากกลไกพื้นฐานพื้นฐานเทคโนโลยีสามารถกลายเป็น กลไกสำหรับแพลตฟอร์มอื่น ๆ วัสดุและอุปกรณ์ คือโหมดภาพอินฟราเรดสำหรับ Google Glass ใน offing ที่

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

แกรฟีนมีความสามารถในการตรวจจับคลื่นอินฟราเรดทั้งหมดที่มีแสงที่มองเห็นและรังสีอัลตราไวโอเลตโยน. แต่ที่แกรฟีนแจกจ่ายก็ยังชิงเอา เพราะแกรฟีนเป็นเพียงหนึ่งอะตอมหนาก็สามารถดูดซึมเพียงร้อยละ 2.3 ของแสงที่มันฮิต นี้ไม่เพียงพอที่จะสร้างสัญญาณไฟฟ้าและไม่มีสัญญาณว่ามันไม่สามารถทำงานตามเซ็นเซอร์อินฟราเรด

"ความท้าทายสำหรับคนรุ่นปัจจุบันของเครื่องตรวจจับแกรฟีนที่ใช้เป็นที่ไวต่อความรู้สึกของพวกเขาเป็นปกติดีมาก" Zhaohui Zhong, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนกล่าวในการแถลงข่าว "มันเป็นร้อยเป็นพัน ๆ ครั้งต่ำกว่าสิ่งที่เป็นอุปกรณ์ในเชิงพาณิชย์จะต้อง."

ในงานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Nanotechnology ( "แกรฟีนตรวจจับแสงอัลตร้าที่มีความเร็วสูงและ responsivity สูงที่อุณหภูมิห้อง") ที่นักวิจัยมิชิแกนคิดค้นวิธีการใหม่สำหรับการสร้างสัญญาณไฟฟ้า แทนการพยายามที่จะวัดอิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาเมื่อแสงนัดวัสดุที่พวกเขาขยายกระแสไฟฟ้าที่อยู่ใกล้กับสัญญาณไฟฟ้าที่เกิดจากแสงที่เข้ามา

เพื่อให้เกิดการขยายนี้นักวิจัยได้ตั้งขึ้นโดยประกบฉนวนระหว่างสองแผ่นกราฟีน แผ่นด้านล่างมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านมัน เมื่อแสงกระทบแผ่นด้านบนอิเล็กตรอนเป็นอิสระและมีประจุบวกหลุมอิเล็กตรอนจะถูกสร้างขึ้น อิเล็กตรอนจะสามารถดำเนินการขุดเจาะอุโมงค์ผลควอนตัมผ่านชั้นฉนวนกันความร้อนซึ่งจะไม่ยอมรับในฟิสิกส์คลาสสิก

หลุมอิเล็กตรอนที่ถูกทิ้งไว้ข้างหลังในชั้นบนสร้างสนามไฟฟ้าที่มีผลกระทบต่อการผลิตไฟฟ้าทางไหลผ่านชั้นด้านล่าง โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงในการไหลของกระแสในชั้นล่างของนักวิจัยจะได้รับมาเพียงวิธีมากแสงตีชั้นบนสุด

อุปกรณ์นี้มีมากเกือบไวเช่นเดียวกับการระบายความร้อนด้วยเครื่องตรวจจับกลางอินฟราเรด แต่ประสบความสำเร็จได้ที่อุณหภูมิห้อง นักวิจัยได้รับแล้วสามารถที่จะผลิตเซ็นเซอร์อินฟราเรดขนาดของเล็บนิ้วก้อยหรือคอนแทคเลนส์มาตรฐาน

"ถ้าเรารวมกับคอนแทคเลนส์หรือสวมใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ก็ขยายวิสัยทัศน์ของคุณ" จงกล่าวว่าในการปล่อย "มันช่วยให้คุณทางของการมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของคุณอื่น."

ส่วนใหญ่เราจะคุ้นเคยกับการใช้งานทางทหารของวิสัยทัศน์อินฟราเรดซึ่งจะช่วยให้ทหารที่จะเห็นในที่มืด แต่เทคโนโลยียังมีการประยุกต์ทางการแพทย์เช่นแพทย์ปล่อยให้ตรวจสอบการไหลเวียนของเลือด

ไม่ว่าจะเป็นความสามารถในการมองเห็นในอินฟราเรดเป็นคุณลักษณะที่น่าสนใจสำหรับที่เหลือของเราคงที่จะเห็น แต่ที่อาจจะกลายเป็นความเป็นไปได้ตั้งแต่กลไกพื้นฐานพื้นฐานเทคโนโลยีอาจจะกลายเป็นกลไกสำหรับวัสดุและอุปกรณ์แพลตฟอร์มอื่น ๆ โหมดวิสัยทัศน์อินฟราเรดสำหรับ Google Glass ในทะเล?

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

กราฟีนคือความสามารถในการมองเห็นและอินฟราเรดสเปกตรัมทั้งหมด ด้วยแสงอัลตราไวโอเลตโยนใน แต่กราฟีนให้ มันก็หยิบไป เพราะกราฟีนเป็นเพียงหนึ่งอะตอมหนา มันสามารถดูดซับเพียงร้อยละ 2.3 ของแสงที่ตกกระทบ นี้คือไม่เพียงพอที่จะสร้างสัญญาณทางไฟฟ้า และไม่มีสัญญาณมันไม่สามารถใช้เป็นเซนเซอร์อินฟราเรด" ความท้าทายสำหรับรุ่นปัจจุบันของกราฟีนที่ใช้เครื่องตรวจจับที่ไวของพวกเขาคือมักจะไม่ดีมาก , " กล่าวว่า zhaohui Zhong , ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน ในงานแถลงข่าว " มันเป็นร้อยเป็นพันครั้งกว่าสิ่งที่เป็นอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ จะต้องมี " .ในงานวิจัยที่ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Nature นาโนเทคโนโลยี ( " กราฟีน photodetectors กับอุลตร้าบรอดแบนด์และ responsivity สูงที่อุณหภูมิห้อง ) , มิชิแกนนักวิจัยได้คิดวิธีใหม่สำหรับการสร้างสัญญาณทางไฟฟ้า แทนที่จะพยายามที่จะวัดอิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาเมื่อมีแสงกระทบวัตถุ พวกเขาขยายกระแสไฟฟ้าที่ใกล้สัญญาณไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยแสงที่เข้ามาเพื่อให้บรรลุการขยายนี้ นักวิจัยเริ่มต้น โดย sandwiching เป็นฉนวนระหว่างสองแผ่นกราฟีน . แผ่นด้านล่างมีกระแสไฟฟ้าวิ่งผ่าน เมื่อแสงตกกระทบแผ่นด้านบน อิเล็กตรอนจะปลดปล่อยประจุบวกและอิเล็กตรอนหลุมที่ถูกสร้างขึ้น อิเล็กตรอนสามารถที่จะแสดงผลผ่านอุโมงค์ควอนตัมฉนวนชั้นนอกซึ่งจะไม่ยอมรับในฟิสิกส์คลาสสิกอิเล็กตรอนหลุมที่ถูกทิ้งไว้ในเลเยอร์ด้านบนสร้างสนามไฟฟ้าที่ผลกระทบทางไฟฟ้าไหลผ่านชั้นล่าง โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงนี้ในการไหลของกระแสในชั้นดินล่าง นักวิจัยสามารถได้รับแสงเพียงเท่าใดตีชั้นด้านบนอุปกรณ์นี้มีความไวมาก เกือบเหมือนเย็นกลางอินฟราเรดตรวจจับ แต่ใช้ที่อุณหภูมิห้อง นักวิจัยได้สามารถผลิตเซนเซอร์ขนาดเท่าเล็บนิ้วก้อย อินฟราเรด หรือมาตรฐานของคอนแทคเลนส์" ถ้าเรารวมกับเลนส์หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆที่ใส่ได้ มันขยายวิสัยทัศน์ของคุณ " เขากล่าวว่าในการปล่อย " มันมีอีกวิธีหนึ่งของการมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของคุณส่วนใหญ่เราคุ้นเคยกับการใช้งานทางทหารของวิสัยทัศน์อินฟราเรด ซึ่งช่วยให้ทหารเห็นในที่มืด แต่เทคโนโลยีมีการใช้งานทางการแพทย์ เช่น ให้แพทย์ตรวจสอบการไหลของเลือดไม่ว่าความสามารถในการมองเห็นในแสงอินฟราเรด เป็นคุณลักษณะที่น่าสนใจ สำหรับส่วนที่เหลือของเราที่ยังคงที่จะเห็น แต่มันอาจจะกลายเป็นความเป็นไปได้ตั้งแต่พื้นฐานกลไกพื้นฐานเทคโนโลยีเป็นกลไกสำหรับวัสดุอื่น ๆแพลตฟอร์มและอุปกรณ์ เป็นโหมดวิสัยทัศน์อินฟราเรดสำหรับ Google Glass ใน offing ?