編者按：國(guó)人常沾沾自喜，我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)化居世界之首。豈不知我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)相對(duì)集中在導(dǎo)電、導(dǎo)熱、機(jī)械增強(qiáng)等相對(duì)簡(jiǎn)單的添加劑作用?，而包括霍爾效應(yīng)傳感器、集成電路等電子元器件才是真正發(fā)揮石墨烯物理特性的方向?。數(shù)年前，曾有企業(yè)聯(lián)系筆者要求研發(fā)石墨烯霍爾傳感器，但是由于資金問(wèn)題半途而廢，現(xiàn)在英國(guó)的類(lèi)似產(chǎn)品已經(jīng)上市，遺憾啊?！?
Paragraf是石墨烯基轉(zhuǎn)換電子傳感器和器件的領(lǐng)導(dǎo)者，已經(jīng)證明了它的石墨烯霍爾效應(yīng)傳感器能夠承受高水平的輻射。這一發(fā)現(xiàn)基于國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）的測(cè)試，證明了“未包裝”的霍爾效應(yīng)傳感器可以用于太空等高輻射環(huán)境。該項(xiàng)目由英國(guó)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)Innovate UK資助。
Paragraf GHS09CC sensor on test assembly
霍爾效應(yīng)傳感器用于測(cè)量磁場(chǎng)的大小，在從行程感測(cè)、速度檢測(cè)到電流感測(cè)的各種應(yīng)用中是一個(gè)關(guān)鍵的電子元件。然而，從歷史經(jīng)驗(yàn)看，在諸如衛(wèi)星和核電站等高輻射環(huán)境中的電子原件管理面臨著重大挑戰(zhàn)。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的由硅和其他半導(dǎo)體材料制成的傳感器會(huì)對(duì)中子輻射產(chǎn)生不利的反應(yīng)，除非它們被封裝在抗輻射的封裝中。這就需要一個(gè)更加復(fù)雜、漫長(zhǎng)和昂貴的制造過(guò)程，并且可能需要隨著時(shí)間的推移更換傳感器，例如，包裝損壞。
相比之下，國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的試驗(yàn)表明，在暴露于241毫西弗/小時(shí)的中子劑量（約為國(guó)際空間站預(yù)期典型中子劑量率的30000倍）下，Paragraf石墨烯霍爾效應(yīng)傳感器不會(huì)受到這種輻射水平的影響。這是第一次商業(yè)上可以買(mǎi)到的被證明不受中子輻射的影響的石墨烯電子元件。在能量和重量的節(jié)省和輻射耐受性一樣重要的情況下，例如在衛(wèi)星和其他空間飛行器上，Paragraf霍爾效應(yīng)傳感器真的有了自己的功能——只需要pW的功率，重量只有幾分之一克。
Ivor-Guiney
Paragraf的聯(lián)合創(chuàng)始人Ivor Guiney聲稱：“國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的發(fā)現(xiàn)有可能改變游戲規(guī)則，因?yàn)檫@個(gè)發(fā)現(xiàn)涉及到高性能衛(wèi)星和核退役等其他關(guān)鍵的高輻射應(yīng)用。由于石墨烯的特殊機(jī)械強(qiáng)度和高透明度，我們的霍爾效應(yīng)傳感器可以可靠地用于高輻射應(yīng)用，而不需要包裝。這是提高可靠性和耐用性，同時(shí)降低制造成本和上市時(shí)間的關(guān)鍵。”
石墨烯霍爾效應(yīng)傳感器在高輻射條件下的優(yōu)越性能，將為在惡劣環(huán)境下應(yīng)用更廣泛的電子產(chǎn)品鋪平道路。由于Paragraf的大面積石墨烯沉積的可擴(kuò)展制造工藝，很快就有可能生產(chǎn)出其他抗輻射石墨烯電子元件。除傳感器以外，這將有助于確保其他關(guān)鍵電子元件即使在惡劣環(huán)境下也能可靠耐用。
hector-corte
國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的Héctor Corte Leon補(bǔ)充道：“我們的第一組發(fā)現(xiàn)非常有希望，我們現(xiàn)在期待在接下來(lái)的幾個(gè)月里取得更積極的結(jié)果。”測(cè)試石墨烯基電子元件是證明它們是否能在惡劣環(huán)境中使用的關(guān)鍵，因?yàn)閭鹘y(tǒng)上，它們的部署受到限制。”來(lái)自Paragraf的石墨烯霍爾效應(yīng)傳感器現(xiàn)在將接受進(jìn)一步的輻射測(cè)試（α、β和γ輻射）以及高頻測(cè)試。這有望為電流傳感等關(guān)鍵應(yīng)用開(kāi)辟新的機(jī)遇。該項(xiàng)目由英國(guó)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)Innovate UK資助，于2019年10月啟動(dòng)，計(jì)劃運(yùn)行至2020年底。
來(lái)自《石墨烯委員會(huì)》網(wǎng)址
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