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東京大學開發出可探測太赫茲輻射的熱機械式微機械器件
2019-05-27    來源:紅外芯聞  瀏覽次數:
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電磁頻譜中的許多輻射可被用于醫學、成像、攝影以及天文學等各類極其有益的領域。然而,位于微波與紅外線之間的太赫茲(THz)波譜,則由于人工產生此類輻射困難、利用建筑設備探測此輻射也很困難,因此其價值被一直低估。

 

東京大學的研究人員及其同事近日在太赫茲探測領域取得突破性進展,創造了一種熱機械器件;該器件在無需強烈制冷至如-270oC等低溫溫度,就能夠靈敏快速地感知太赫茲區域的輻射。該器件可能為太赫茲技術打開一系列如太赫茲相機等新應用。

 

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圖片來源:University of Tokyo

 

這項研究已發表在Applied Physics期刊,該團隊是利用太赫茲輻射所產生的熱量進行探測。具體來說,他們創造的這種器件典型特征是在間隙上懸掛的微小光束,然后在其上涂覆一層電阻金屬膜。該金屬膜具有吸收太赫茲輻射的能力,而太赫茲輻射又會將熱量傳遞給整個光束。這種溫度的升高將導致光束略微膨脹,這種變化可被檢測為光束共振振動頻率的變化。

 

“使用由砷化鎵制成的雙鉗制微電子機械梁,我們可在室溫下有效地感知太赫茲輻射,”該論文通訊作者Kazuhiko Hirakawa說。 “這種結構特別有效,因為它可以非??燜俚丶觳獾教兆確?,通常比其他傳統室溫熱太赫茲傳感器快100倍?!?/p>

 

與現有檢測太赫茲輻射的替代方案相比,這種新方法具備一系列優點。它可以在室溫下工作而無需冷卻,因此適用于多種實際應用。同時,它也非常敏感,能夠探測到僅引起百萬分之一度溫度變化的太赫茲輻射。

 

“該系統的另一個優勢是可以使用制造半導體器件的標準方法制備,這將使其可能用于批量生產的基于太赫茲傳感器和相機,”該論文主要作者Ya Zhang表示。 “希望我們的工作能夠引發大眾對該領域的興趣,并進一步創新?!?/p>