南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院陸海教授的研究團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出了號(hào)稱世界上最小的“紫外光子探測(cè)芯片”，已經(jīng)引起了手機(jī)企業(yè)的極大興趣。不僅如此，這種芯片還能在衛(wèi)星上偵測(cè)地面霧霾。而該團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了更加靈敏神奇的碳化硅紫外單光子探測(cè)器，甚至可以用于警戒敵方導(dǎo)彈來(lái)襲。

這個(gè)芯片是個(gè)“神眼”

“光子”是光的最小能量量子。一根燃燒的蠟燭一秒鐘可以發(fā)射出多達(dá)100億個(gè)以上的光子。光子如此微小，小到我們根本意識(shí)不到它的存在，然而，若是有種“神器”能撲捉監(jiān)測(cè)到空氣中的紫外光線的光子，豈不就能探出是否有紫外線，以及強(qiáng)度有多大了么？

南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院長(zhǎng)江特聘教授陸海和他的研究團(tuán)隊(duì)，剛剛成功研制出了世界上最小的紫外光子傳感器，尺寸僅有1毫米×0.8毫米。

為了研發(fā)出這些成熟的芯片，并且尺寸越做越小，生產(chǎn)規(guī)模越做越大，陸海教授和他的團(tuán)隊(duì)花了兩年多的時(shí)間，突破性能、成本、可靠性等一系列難題。陸教授非常自信地說：“我們批量供應(yīng)的器件產(chǎn)品性能非常好，明顯優(yōu)于國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品，且具有成本優(yōu)勢(shì)。”據(jù)了解，南大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)目前正積極與華為在內(nèi)的眾多國(guó)內(nèi)手機(jī)廠家接觸洽談，希望把這項(xiàng)紫外探測(cè)技術(shù)大規(guī)模地推廣到手機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。

神器有妙用 紫外光子感應(yīng)器

1、自動(dòng)調(diào)光

能分析判斷周圍的環(huán)境光是燈光還是太陽(yáng)光，相應(yīng)地自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)比度和色彩，既保持最逼真生動(dòng)的顯示效果，又不會(huì)刺激眼睛。

2、檢測(cè)紫外線

隨時(shí)隨地檢測(cè)當(dāng)前環(huán)境中的紫外線強(qiáng)度，提醒用戶撐起遮陽(yáng)傘，涂抹防曬霜，或干脆躲進(jìn)室內(nèi)。

3、監(jiān)測(cè)霧霾

紫外光子感應(yīng)器芯片如果把它裝進(jìn)氣象或環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星，可以用來(lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染，發(fā)現(xiàn)和判定霧霾影響范圍及濃度。陸教授給記者們展示了一幅由風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星拍攝到的河北霧霾影響范圍，大片大片的地區(qū)都被彩色色塊覆蓋，色彩越濃意味著霧霾越濃重。他介紹說，這就是用衛(wèi)星上紫外探測(cè)器拍攝到的霧霾影響范圍。因?yàn)殪F霾對(duì)于紫外光有著非常特殊的吸收作用，因此用探測(cè)器捕捉到紫外光，就能反向勘察霧霾影響區(qū)域和濃度。

紫外單光子感應(yīng)器

監(jiān)測(cè)預(yù)警敵方導(dǎo)彈

目前世界各國(guó)都在競(jìng)相研發(fā)的“紫外單光子感應(yīng)器”，是用來(lái)探測(cè)到底有沒有紫外光線的。陸海教授說，別看名字里多了一個(gè)“單”字，研發(fā)難度和作用卻大得多了。因?yàn)橐桓灎T1秒就能釋放出的超100億個(gè)光子中，假設(shè)紫外光子只占萬(wàn)分之一，那么在完全不考慮飛行損耗的情況下，1公里以外，面積為1平方厘米的鏡頭1秒鐘只能接收到1000個(gè)紫外光子。南大專家的目標(biāo)則是要將每一個(gè)紫外光子發(fā)出的能量都收集、探測(cè)到。

“碳化硅單光子感應(yīng)器”就是陸教授和團(tuán)隊(duì)的得意之作。“碳化硅單光子感應(yīng)器”之所以成為世界各個(gè)大國(guó)競(jìng)相研究和競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，主要原因就是它在國(guó)防上有無(wú)與倫比的潛力和巨大用途。

陸海舉例說，導(dǎo)彈發(fā)射的飛行尾焰中存在像指紋一樣的特殊紫外光譜成分，在自然界中是不存在的，所以利用超靈敏度“紫外單光子探測(cè)器”就有可能在上千公里以外探測(cè)和分辨出來(lái)襲導(dǎo)彈，甚至通過衛(wèi)星監(jiān)測(cè)，在地方導(dǎo)彈剛剛點(diǎn)火的一瞬間就發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并且根據(jù)尾焰分析出導(dǎo)彈型號(hào)射程，為有效反制或者規(guī)避提供寶貴的時(shí)間。

此外，當(dāng)有火焰燃燒、高壓線發(fā)生電弧現(xiàn)象時(shí)，都會(huì)發(fā)出特殊的紫外光，因此用探測(cè)器靈敏地捕捉到紫外光將會(huì)在防火探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)過程監(jiān)控、生物醫(yī)藥、空間科學(xué)等領(lǐng)域作用巨大。