Рассмотрены перспективы применения однослойного графена при конструировании оптико-акустических преобразователей (ОАП) нового поколения. Показано, что предельные характеристики преобразователей с мембранами из однослойного графена могут быть получены только в ОАП, построенных по схеме Хейса. Рассмотрены основные характеристики мембран – основных элементов ОАП, проанализированы физические свойства графена, как наиболее предпочтительного материала для мембран. Проведены оценки, показывающие, что применение мембран из SLG-графенов позволяет создавать приемники ИК- и ТГц-излучения с ячейками порядка десятков микрон, имеющими предельно высокую чувствительность. Для достижения предельной чув-ствительности предложено выполнение краевой перфорации графеновых мембран. Предложена новая конструктивная схема неохлаждаемых гелий-графеновых оптико-акустических приемников, обладающих теоретически предельными чувствительностью и быстродействием и расширенным до гелиевых температур рабочим диапазоном. Изложенные технические решения могут быть положены в основу конструирования неохлаждаемых мегапиксельных матричных ОАП для регистрации ИК- и ТГц-изображений.
The prospects for the use of single-layer graphene in the design of optical-acoustic converters (OAC) of a new generation are considered. It is shown that the limiting characteristics of transducers with single-layer graphene membranes can be obtained only in OACs constructed according to the Hayes scheme. The main characteristics of membranes – the main elements of OAC – are considered, and the physical properties of graphene, as the most preferred material for membranes, are analyzed. Estimates having been made show that the use of SLG graphene membranes makes it possible to create IR and THz radiation receivers with cells of the order of tens of microns with extremely high sensitivity. To achieve the maximum sensitivity, it is pro-posed to perform edge perforation of graphene membranes. A new design scheme of uncooled helium-graphene opto-acoustic receivers with theoretically maximum sensitivity and speed and an operating range extended to helium temperatures is proposed. The described technical solutions can be used as the basis for the design of uncooled.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- УДК
- 538.9. Физика конденсированного состояния (жидкое и твердое состояния) (микроскопическое описание)
621.396. Аппаратура и методы радиосвязи
681.7. Оптические приборы и аппаратура - Префикс DOI
- 10.51368/1996-0948-2021-3-78-84
- eLIBRARY ID
- 46342900