太赫兹|日本东京技术学院发明基于碳纳米管的柔性、指尖可穿戴太赫兹成像系统

东京技术学院（Tokyo Tech）的研究人员研发出基于化学“可调”碳纳米管（CNT）材料的柔性太赫兹（THz）成像系统，并通过设计使这些CNT薄膜能够被精确调整，以最大化THz探测器性能。

研究背景

THz探测器能够为一系列工业应用提供实时成像，该需求激发低成本、柔性THz成像系统的研究。东京技术学院的Yukio Kawano一直从事使用各种类型CNT材料实现THz探测性能的研究。

核心技术

研究人员通过使用“离子液体闸门”的技术，能够对30毫米厚CNT薄膜中影响THz探测器性能的几个重要因素实现高度控制。该薄膜厚度对于保证成像系统保持柔性和独立性至关重要。离子液体闸门技术是用于调节材料载流子的技术。研究团队表示，“我们还实现基于可变浓度掺杂剂的gate-free费米能级调整，制造出费米能力可调P/N结 CNT THz成像系统。”

检测效果验证

图为基于CNT的柔性THz成像系统

（a）放置于指尖，CNT THz成像系统易于围着弯曲表面卷曲

（b）通过插入和旋转附着在指尖上的THz成像系统，管道的损伤可轻易被发现。

图为CNT THz成像系统可实现在信封中曲别针的清晰、非破坏性可视化

应用及意义

研究人员表示，THz技术所用CNT已向前迈进了一大步。此次研究成果拓展了THz的应用范畴，将可卷曲、可穿戴技术及大面积光电器件都包含在THz的应用中。THz成像系统越来越作为一个安全可替代传统成像系统的可行性方案，在集成安全、医疗传感器等一系列应用中大有可为。THz成像系统的可弯曲性和未来更高的可调性将拓展基于CNT THz器件的研发。而且，喷墨涂层等低成本制造方法将使大面积THz成像设备更具现实价值。