Een prototype-apparaat, een bolometer genaamd, meet de energiestroom van elektromagnetische straling op basis van fysieke parametervariaties van thermogevoelige elementen als gevolg van verwarming door absorptie van stralingsenergie.

"We hebben thermische en optische eigenschappen bestudeerd van de koolstofstructuren die zijn afgeleid van gereduceerd grafeenoxide in een breed scala aan golflengten, van zichtbaar tot infrarood. Naast de optische en thermische eigenschappen van de koolstofstructuren, we hebben het bolometer-prototype gedemonstreerd dat werkt bij kamertemperatuur zonder extra koeling, " zegt Stanislav Evlashin, de eerste auteur van het artikel, de onderzoeker van het Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics Lomonosov Moscow State University (SINP MSU), PhD in de fysisch-wiskundige wetenschappen.

Synthese en onderzoek van de nieuwe materialen voor bolometrische sensoren zijn van groot wetenschappelijk en praktisch belang. Dergelijke materialen moeten een hoge effectieve absorptie hebben over een breed spectraal bereik, hoog stabiel thermoresistief effect (verandering in elektrische geleiding met temperatuur), en ze moeten goedkoop te vervaardigen zijn.

Om het bolometer-prototype te maken, de onderzoekers gebruikten een waterige oplossing van grafeenoxide, die werd verkregen door de veelgebruikte methode van grafietoxidatie. De resulterende suspensie van grafeenoxide werd op het substraat afgezet voor daaropvolgende lasermicrostructurering. Laserbehandeling veroorzaakt de gedeeltelijke reductie van grafeenoxidefilm en verandert de morfologie. Bijgevolg, het verandert optische en thermische eigenschappen van grafeenoxide.

De materiaalsynthese voor het bolometerprototype is ontwikkeld bij SINP MSU. Studies naar de optische eigenschappen werden uitgevoerd aan de afdeling Natuurkunde van de Staatsuniversiteit van Moskou. Bij LPI RAS is onderzoek gedaan naar de thermische eigenschappen.

"Lasermicrostructurering van grafeenoxide opent de mogelijkheid van selectieve creatie van antireflecterende, thermisch geleidende en elektrisch geleidende coatings. De methode is vrij goedkoop, compatibel met conventionele halfgeleidertechnologie en produceert anti-absorberende coatings die grote oppervlakken op bijna elk oppervlak kunnen bedekken. De waargenomen eigenschappen van gereduceerd grafeenoxide tonen gedeeltelijk de vooruitzichten van het gebruik ervan in bolometrische matrices en andere IR-apparaten, ", zegt Stanislav Evlashin.