這種新型傳感器是由新加坡南洋理工大學(xué)的研究人員研制的,它對(duì)可見光和紅外線都高度敏感,這就意味著它可以用于尼康品牌的所有產(chǎn)品 。
這種傳感器對(duì)光線的敏感度超過攝像機(jī)所使用的成像傳感器千倍,這都得益于它所使用的創(chuàng)新式結(jié)構(gòu)。它是由石墨烯制作而成的,石墨烯是一種擁有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的超強(qiáng)碳化合物,它和橡膠一樣柔韌,而且比硅更具傳導(dǎo)性。石墨烯是一種單原子厚的石墨層,它已經(jīng)獲得了認(rèn)同可以作為未來的建筑材料。2010年Andre Geim和Konstantin Novoselov也因?yàn)樗麄儗?duì)于石墨烯的研究而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
南洋理工大學(xué)電氣與電子工程系的助教Wang Qijie發(fā)明了這種新型傳感器,他說道:“這是首次使用純石墨烯制造出一種用途廣泛的高光敏度傳感器。我們已經(jīng)證實(shí),有可能僅使用石墨烯就制造出廉價(jià)而又柔韌的感光傳感器。我們期望這項(xiàng)創(chuàng)新,不僅能夠?qū)Τ上衿髽I(yè)的消費(fèi)者而且能夠?qū)πl(wèi)星成像和通信企業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。”Wang聲稱,這種新型傳感器的關(guān)鍵在于使用了“滯留光線”的納米結(jié)構(gòu)。納米結(jié)構(gòu)能夠比傳統(tǒng)的傳感器更長(zhǎng)時(shí)間的捕獲產(chǎn)生光線的電子微粒。這就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生一種更強(qiáng)的電信號(hào),就像數(shù)碼相機(jī)所拍攝的照片一樣,它能夠?qū)⑦@種電信號(hào)轉(zhuǎn)變成圖像。
大多數(shù)攝像機(jī)的傳感器都使用一種互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體作為基座。但是Wang聲稱他的石墨烯基座要高效的多,能產(chǎn)生更加清晰和精美的照片。而且據(jù)Wang所說,他在設(shè)計(jì)這種新型傳感器的時(shí)候,甚至考慮到了制造業(yè)規(guī)范。一般而言,攝像機(jī)生產(chǎn)企業(yè)能夠使用同樣的過程來制造這種傳感器,僅僅需要將基座材料轉(zhuǎn)換成石墨烯即可。Wang說道,如果有企業(yè)采納他的設(shè)計(jì),那么就能夠帶來更廉價(jià)、更輕便而且電池壽命更長(zhǎng)久的攝像機(jī)。
石墨烯有很多多型號(hào),每種型號(hào)的參數(shù)指標(biāo)都不一樣,常見的有單層石墨烯,少層石墨烯,多層石墨烯。純度一般在95~99.5%.具體要看要求,價(jià)格在幾十元到幾百元每克,市面上很多用石墨烯氧化物當(dāng)石墨烯賣的,那...
制造下一代超級(jí)計(jì)算機(jī)。石墨烯是目前已知導(dǎo)電性能最好的材料,這種特性尤其適合于高頻電路,石墨烯將是硅的替代品,可用來生產(chǎn)未來的超級(jí)計(jì)算機(jī),使電腦運(yùn)行速度更快、能耗降低。制造“太空電梯”的纜線。科學(xué)家幻想...
石墨烯是碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的一種碳質(zhì)新材料,厚度僅為頭發(fā)的20萬分之一,是構(gòu)建其它維數(shù)碳質(zhì)材料(如零維富勒烯、一維納米碳管、三維石墨)的基本單元,具有極好的結(jié)晶性及電學(xué)質(zhì)量。石墨烯...
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石墨烯及石墨烯光催化復(fù)合材料簡(jiǎn)介 1.1 前言 碳材料是地球上最普遍也是一類具有無限發(fā)展前景的材料, 從無定形的碳黑 到晶體結(jié)構(gòu)的天然層狀石墨; 從零維納米結(jié)構(gòu)的富勒烯到二維結(jié)構(gòu)的石墨烯, 近 幾十年來,碳納米材料一直備受關(guān)注。 而三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的石墨烯自組裝水凝膠的 發(fā)現(xiàn) [1],不僅極大地充實(shí)了碳材料家族,為新材料和凝聚態(tài)領(lǐng)域提供了新的增長(zhǎng) 點(diǎn),而且由于其所具有的特殊納米結(jié)構(gòu)和性能, 使得石墨烯無論是在理論上還是 實(shí)驗(yàn)研究方面都已展現(xiàn)出了重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值. 從而為碳基材料的研究 提供了新的目標(biāo)和方向。 從石墨發(fā)現(xiàn)至今, 關(guān)于石墨烯的研究已經(jīng)鋪滿各種期刊雜志, 此外,人們對(duì) 石墨烯衍生物也進(jìn)行了深入研究,如氧化石墨烯、石墨烯納米帶、石墨烷、磁性 石墨烯衍生物等。 其中對(duì)氧化石墨烯和石墨烯納米帶的研究更為深入。 氧化石墨 烯是單一的碳原子層, 可以隨時(shí)在橫向尺寸上擴(kuò)展到數(shù)十微米, 因
石墨烯因其獨(dú)特的電學(xué)性能、力學(xué)性能、熱性能、光學(xué)性能和高比表面積,近年來受到化學(xué)、物理、材料、能源、環(huán)境等領(lǐng)域的極大重視,應(yīng)用前景廣闊,被公認(rèn)為21世紀(jì)的“未來材料”和“革命性材料”。具體在五個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域:一是儲(chǔ)能領(lǐng)域。石墨烯可用于制造超級(jí)電容器、超級(jí)鋰電池等。二是光電器件領(lǐng)域。石墨烯可用于制造太陽能電池、晶體管、電腦芯片、觸摸屏、電子紙等。三是材料領(lǐng)域。石墨烯可作為新的添加劑,用于制造新型涂料以及制作防靜電材料。四是生物醫(yī)藥領(lǐng)域。石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性,可用于藥物載體、生物診斷、熒光成像、生物監(jiān)測(cè)等。五是散熱領(lǐng)域。石墨烯散熱薄膜可廣泛應(yīng)用于超薄大功耗電子產(chǎn)品,比如當(dāng)前全球熱銷的智能手機(jī)、IPAD?電腦、半導(dǎo)體照明和液晶電視等。?
中國(guó)科學(xué)院預(yù)計(jì),到2024年前后,石墨烯器件有望替代互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件,在納米電子器件、光電化學(xué)電池、超輕型飛機(jī)材料等研究領(lǐng)域得到應(yīng)用。全球范圍內(nèi)僅電子行業(yè)每年需消耗大約2500噸半導(dǎo)體晶硅,純石墨烯的市場(chǎng)價(jià)格約為人民幣1000元/g?,其若能替代晶硅市場(chǎng)份額的10%,就可以獲得5000億元以上的經(jīng)濟(jì)利益;全球每年對(duì)負(fù)極材料的需求量在2.5萬噸以上,并保持了20%以上的增長(zhǎng),石墨烯若能作為負(fù)極材料獲得鋰離子電池市場(chǎng)份額的10%,就可以獲得2500噸的市場(chǎng)規(guī)模。可見,石墨烯具有廣闊的應(yīng)用空間和巨大的經(jīng)濟(jì)效益 。2100433B
2010年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)將石墨烯帶入了人們的視線。2004年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的安德烈·海姆教授和康斯坦丁·諾沃肖洛夫教授通過一種很簡(jiǎn)單的方法從石墨薄片中剝離出了石墨烯,為此他們二人也榮獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
石墨烯是一種二維晶體,由碳原子按照六邊形進(jìn)行排布,相互連接,形成一個(gè)碳分子,其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定;隨著所連接的碳原子數(shù)量不斷增多,這個(gè)二維的碳分子平面不斷擴(kuò)大,分子也不斷變大。單層石墨烯只有一個(gè)碳原子的厚度,即0.335納米,相當(dāng)于一根頭發(fā)的20萬分之一的厚度,1毫米厚的石墨中將將近有150萬層左右的石墨烯。石墨烯是已知的最薄的一種材料,并且具有極高的比表面積、超強(qiáng)的導(dǎo)電性和強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。
堪稱超級(jí)的物理特性
石墨烯是已知的最薄的一種材料,單層的石墨烯只有一個(gè)碳原子的厚度,這種厚度的石墨烯擁有了許多石墨所不具備的特性。
導(dǎo)電性極強(qiáng):石墨烯中的電子沒有質(zhì)量,電子的運(yùn)動(dòng)速度超過了在其他金屬單體或是半導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度,能夠達(dá)到光速的1/300,正因如此,石墨烯擁有超強(qiáng)的導(dǎo)電性。
超高強(qiáng)度:石墨是礦物質(zhì)中最軟的,其莫氏硬度只有1-2級(jí),但被分離成一個(gè)碳原子厚度的石墨烯后,性能則發(fā)生突變,其硬度將比莫氏硬度10級(jí)的金剛石還高,卻又擁有很好的韌性,且可以彎曲。(注釋:物理常識(shí),硬度越高,材料越脆。例如玻璃,剛玉和鉆石,非常容易打碎。原文此處有誤,請(qǐng)留意。)
超大比表面積:由于石墨烯的厚度只有一個(gè)碳原子厚,即0.335納米,所以石墨烯擁有超大的比表面積,理想的單層石墨烯的比表面積能夠達(dá)到2630m2/g,而普通的活性炭的比表面積為1500m2/g,超大的比表面積使得石墨烯成為潛力巨大的儲(chǔ)能材料。
主要的制備方法有微機(jī)械剝離法、外延生長(zhǎng)法、氧化石墨還原法和氣相沉積法;其中氧化石墨還原法優(yōu)于制備成本相對(duì)較低,是主要制備方法。
石墨烯良好的電導(dǎo)性能和透光性能,使它在透明電導(dǎo)電極方面有非常好的應(yīng)用前景。觸摸屏、液晶顯示、有機(jī)光伏電池、有機(jī)發(fā)光二極管等等,都需要良好的透明電導(dǎo)電極材料。特別是,石墨烯的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性都比常用材料氧化銦錫優(yōu)良;氧化銦錫脆度較高,比較容易損毀。在溶液內(nèi)的石墨烯薄膜可以沉積于大面積區(qū)域。通過化學(xué)氣相沉積法,可以制成大面積、連續(xù)的、透明、高電導(dǎo)率的少層石墨烯薄膜,主要用于光伏器件的陽極,并得到高達(dá)1.71%能量轉(zhuǎn)換效率;與用氧化銦錫材料制成的元件相比,大約為其能量轉(zhuǎn)換效率的55.2%。作為新興產(chǎn)業(yè)。石墨烯未來前途一片光明。
石墨烯特殊的結(jié)構(gòu)形態(tài),使其具備世界上最硬、最薄的特征,同時(shí)也具有很強(qiáng)的韌性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。這些及其特殊的特性使其擁有無比巨大的發(fā)展空間,未來可以應(yīng)用于電子、航天、光學(xué)、儲(chǔ)能、生物醫(yī)藥、日常生活等大量領(lǐng)域。2100433B
石墨烯概念股是指石墨烯行業(yè)以及相關(guān)行業(yè)類個(gè)股。