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《科学家采用石墨烯墨水低成本打印射频天线》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： chenfang
  • 发布时间：2015-06-16

  • 科学家们在石墨烯从实验室向商业应用的道路上又迈进了重要的一步。曼彻斯特大学的研究人员联合BGT材料有限公司和英国的石墨烯生产厂家，使用石墨烯油墨印刷射频天线，该天线灵活，环保，并且能够大量廉价的生产，因此具有广泛前景。

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  • 《石墨烯为未来的太赫兹相机带来了巨大的推动力》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2019-04-22
    • 科学家开发出一种新型石墨烯光电探测器，可在室温下工作，灵敏度高，速度快，动态范围宽，覆盖范围广泛的太赫兹频率。 检测太赫兹（THz）光非常有用，主要有两个原因： 首先，太赫兹技术正在成为安全应用（如机场扫描仪），无线数据通信和质量控制等关键要素，仅举几例。然而，目前的THz探测器在同时满足灵敏度，速度，光谱范围，能够在室温下操作等方面的要求方面表现出很大的局限性。 其次，由于其低能光子，它是一种非常安全的辐射，其能量比可见光范围内的光子低一百倍。 预计许多基于石墨烯的应用将用作检测光的材料。与用于光检测的标准材料（例如硅）相比，石墨烯具有不具有带隙的特殊性。硅中的带隙导致波长大于1微米的入射光不被吸收，因此未被检测到。相反，对于石墨烯，甚至可以吸收和检测波长为几百微米的太赫兹光。尽管迄今为止基于石墨烯的THz探测器已经显示出有希望的结果，但到目前为止，没有一个探测器能够在速度和灵敏度方面击败市售的探测器。 在最近的一项研究中，ICFO研究人员Sebastian Castilla和Bernat Terre博士在ICFO Frank Koppens的ICREA教授和前ICFO科学家Klaas-Jan Tielrooij博士（现为ICN2的初级组长）的带领下，与来自科学家的科学家合作CIC NanoGUNE，NEST（CNR），南京大学，Donostia国际物理中心，约阿尼纳大学和国家材料科学研究所，已经能够克服这些挑战。他们开发了一种新型石墨烯光电探测器，可在室温下工作，灵敏度高，速度快，动态范围宽，覆盖范围广泛的太赫兹频率。 在他们的实验中，科学家们能够使用以下方法优化太赫兹光电探测器的光响应机制。他们将偶极天线集成到探测器中，以将入射的THz光集中在天线间隙区域周围。通过制造非常小（100nm，比头发的厚度小约一千倍）的天线间隙，它们能够在石墨烯通道的光活性区域中获得THz入射光的强烈浓度。他们观察到石墨烯吸收的光在石墨烯的pn结处产生热载流子;随后，p区和n区中的不等塞贝克系数产生局部电压和通过器件的电流，产生非常大的光响应，从而产生非常高灵敏度的高速响应检测器，具有宽动态范围和广泛的光谱覆盖范围。 这项研究的结果为开发全数字低成本相机系统开辟了道路。 这可能与智能手机内部的相机一样便宜，因为这种探测器已被证明具有非常低的功耗并且与CMOS技术完全兼容。 ——文章发布于2019年4月15日
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  • 《科学家在石墨中发现了全球室温超导的迹象》
    • 来源专题：计量基标准与精密测量
    • 编译者：李晓萌
    • 发布时间：2024-04-18
    • 近日，领先的量子技术公司Terra Quantum在《Advanced Quantum Technologies》期刊中发表了首次对室温超导性的观测，即石墨中的全球室温超导性。 1911年，荷兰物理学家HeikeKamerlingh-Onnes发现了超导性，即导体在没有电阻的情况下携带电流的能力，即没有功率损失的能力。他观察到，在4.2K时，浸入液氦中的固体汞线中的电阻突然消失，并立即向荷兰皇家艺术与科学院报告，这一观察结果得到了1913年诺贝尔物理学奖的认可。Kamerlingh-Onnes的发现开启了人类历史的新纪元。 在大约三十年的时间里，人们意识到超导是一种宏观量子态，其特征也是迈斯纳效应，即超导体内部磁场的完全消除；因此，这一发现促进了量子力学的发展，量子力学是当今科学和自然知识的基础。然而，超导模型预测，人们很难指望它会发生在大约20 K以上。 然后，1986年发现了所谓的“高温超导性”（Georg Bednorz和Alex Müller，1987年诺贝尔奖），77K以上的超导性，Terra Quantum的首席技术官Valeri Vinokur教授与Cristina Diamantini（佩鲁贾大学）和Carlo Trugenberger（瑞士科学技术公司）共同解决了下一个悬而未决的难题。 现在，由Vinokur教授和Yakov Kopelevich教授领导的研究，以及来自坎皮纳斯国家大学、佩鲁贾大学和瑞士科学技术公司的合著者，发现了室温下的超导性。被视为童话故事的希望变成了现实。 Valeri Vinokur教授说：“我们的工作是一项实验发现，自首次观测到汞的超导性以来，人类已经等待了大约一百年。”。 Terra Quantum创始人兼首席执行官Markus Pflitsch表示：“我们的科学团队与学术和行业合作伙伴的这一发现为超导技术的巨大进步打开了大门。室温超导为跨行业的变革性进步打开了一扇大门。”。“想象一下，电网几乎没有能量损失，彻底改变了我们的输电方式。在医疗保健领域，增强型MRI技术将出现，提供前所未有的诊断精度。交通运输将随着节能、高速磁悬浮列车的发展而飞跃。电子将进入小型化和电力效率的新时代。” Vinokur教授补充道：“新兴的量子计算领域将受益匪浅，因为现在仅在10-20 mK下工作的量子位可以在室温下工作。因此，被视为未来梦想的东西已经成为现实。”。 热解石墨是石墨的一种人造形式。由科佩列维奇教授领导的坎皮纳斯国家大学的研究小组使用透明胶带将这种石墨切成薄片。这些床单上覆盖着密集排列的褶皱，几乎呈平行线。这些褶皱的几何形状导致电子配对成允许超导电流沿着褶皱流动的结构。 C.A.Trugenberger、M.C.Diamantini和V.M.Vinokur解释了沿一维缺陷产生超导电性的机制。这些缺陷内的应变波动可以用有效的拓扑规范场来描述，拓扑规范场介导了一个吸引电势，导致缺陷中液滴内的电子配对并玻色凝聚。这些液滴的非常薄的尺寸导致这些液滴对的基态非常坚固。冷凝液滴在石墨表面形成有效的约瑟夫逊结阵列，石墨在其拓扑玻色金属态中冻结，缺陷在边缘形成残余导电。在这些缺陷上，量子相位滑移通常会引起耗散。然而，由于二维表面和三维体的尺寸焊接，量子相滑移只是在表面上移动的体涡的尖端。由于体的电阻非常小，这些涡流的运动受到抑制，同时量子相位滑移导致缺陷上的耗散。所以，这些缺陷变成了超导。
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