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我國超級碳化硅紫外單光子探測器研究取得重大突破
2014年11月21日 發布 分類:技術前沿 點擊量:3473
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       一根燃燒的蠟燭1秒鐘可以發射出100億個以上的光子,可見一個光子的能量是多么微弱的一個信號。而要讓碳化硅紫外單光子探測器在常溫下靈敏地捕捉到如此低能量的光子信號,一直是世界難題。


       通過多年的研究,南京大學電子科學與工程學院長江特聘教授陸海研究團隊近來獲得突破,在國內首先實現了超靈敏度的固體紫外單光子探測器(碳化硅紫外單光子探測器),從而使我國成為繼美國之后第二個實現該類型器件的國家。


       紫外光探測器能做什么?


       南京大學電子科學與工程學院長江特聘教授、國家杰青陸海告訴記者,比如有火焰發生、高壓線發生電弧現象時,都會發出特殊的紫外光,而霧霾對于紫外光也有著非常特殊的吸收作用,因此用碳化硅紫外單光子探測器靈敏地捕捉到紫外光將會在火焰探測、環境監測、工業過程監控、生物醫藥、空間科學等領域有著非常有效的應用。


       陸海教授介紹說,目前利用超靈敏度的紫外光探測,可以用來檢測海上油污、衛星遙感監測霧霾、深井油田探測、火災探測甚至是探測遠在千里之外是不是有導彈發射等等。


       能捕捉到單個紫外光子


       南京大學電子科學與工程學院的專家研發的碳化硅紫外單光子探測器,是一種超級靈敏的半導體材料。昨天記者在南京大學電子科學與工程學院看到了專家研發的半導體芯片碳化硅紫外單光子探測器,看上去只有一個耳釘大小,但是它足以替代以前大塊頭的許多探測器,而且更靈敏,其中核心芯片更是只有微米級大小,比蟬翼還要薄,1萬多個芯片加起來也只有一個巴掌大小。


       別看這些芯片超級小,但是它們捕捉紫外光的靈敏度卻超乎想象。在實驗室階段,它已經能捕捉到單光子的紫外光信號。


       單光子的紫外光信號的能量究竟有多微弱?陸海教授打了個比方,他解釋說:“一根蠟燭1秒就能釋放出超100億個光子,假設紫外光子只占萬分之一,那么在完全不考慮飛行損耗的情況下,1公里以外面積為1平方厘米的鏡頭1秒鐘只能接收到1000個紫外光子。


       而南大專家研發的探測器的目標則是要將每一個紫外光子發出的能量都能收集、探測到。


       可裝到手機中檢測紫外線


       據了解,韓國三星公司今年9月發布的Note4高端手機就裝備了微型紫外線傳感器,受到消費者歡迎。而南大研究團隊正在和華為合作的貼片封裝紫外探測器,尺寸比米粒還小,也將安裝到手機或智能手環中。用戶將可隨時隨地檢測所處環境的紫外線強度,及時采取搽防曬霜等防護或規避措施。

(來源:金陵晚報)

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