據物理學家組織網6月4日報道，美國馬裏蘭大學納（nà）米（mǐ）物理和先進材料中心的研（yán）究人員開發出一（yī）種新型熱（rè）電子輻射熱測量（liàng）計，這種紅外光敏探測器能廣泛應用於生化武器的（de）遠距離探測、機場安檢掃描儀等（děng）安全成像技（jì）術領域，並促（cù）進對（duì）於宇宙結構的研究等。相關研究報告發表在6月3日出版的《自然?納米（mǐ）技術》雜（zá）誌上。

      科學家利用雙層石墨烯研發了這款輻射熱測量計。石墨烯具有（yǒu）完全零能耗的帶隙，因（yīn）此其（qí）能吸收任何能量形式的（de）光子，特別（bié）是能量極低的（de）光子，如太赫茲（zī）或紅外（wài）及亞毫米波等。所謂光子帶隙是指某一頻率範圍的波不能在此周期性結構中傳播，即這種結構本身存在“禁帶”。光子帶隙結（jié）構能使某些波段的電磁波完全不能在其中傳播，於是在頻譜上形成帶隙。

      而石墨烯的另一（yī）特性也（yě）使其十分適合作為光子吸收器：吸收能量的電子仍能保持自身的高效，不會因為材料原子的振動而損（sǔn）失能量。同時，這一特性還使得石墨（mò）烯具有極低的（de）電阻。研究人員正（zhèng）是基於（yú）石墨烯的這兩種特性設計出了熱電子輻射熱測量計，它能通過測量電（diàn）阻的（de）變化而工作，這（zhè）種變化是由電子吸光之後自身變熱所致。

      通常來說，石墨烯的電阻幾（jǐ）乎不受溫度的影響，並不適用於輻射熱測量計。因此研究（jiū）人員采用了一種（zhǒng）特別的技巧：當雙層（céng）石墨烯暴露於電場時，其具（jù）有（yǒu）一個大小適中的帶隙（xì），既可將電阻和溫度聯係起來，又可保持其吸收低能量紅外光子的能力。

      研究人員發現，在5開氏度的情況下，新型輻射熱測量計可達到與現有輻射熱測量計同等的靈敏度，但速度可增快1000多倍。他們推測其可在（zài）更低的溫度下，超越目（mù）前（qián）所有的探測技（jì）術。

      新裝置作（zuò）為快速、敏感、低噪聲的亞毫米波探測器尤具前（qián）景。亞毫米波的光子（zǐ）由相對涼爽的星（xīng）際分子所發出，因此很難（nán）被探測（cè）到。通過（guò）觀（guān）察這些（xiē）星際分子雲，天文（wén）學（xué）家能（néng）夠研究恒（héng）星和（hé）星係形成的早期階段。而敏（mǐn）感的亞毫米波探測器能幫助（zhù）構建新的天文台，確定十分遙遠的（de）年輕星係的紅移和質量，從而推進有關暗能量和宇宙結構發展的研究（jiū）。

      雖然一些挑戰仍然存在，比如雙層石墨烯隻能吸收很（hěn）少部分的入射光，這使得新型（xíng）輻射熱測量計要（yào）比使用（yòng）其（qí）他材料的類似設備具備更高的電阻，因而很（hěn）難在高頻下正常（cháng）工作，但研究人員稱，他（tā）們正在努力改進自身的設計以（yǐ）克服上述困難，其亦對石墨烯作為光電探測材（cái）料的光明前景抱有極（jí）大信心。