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中国军备再创世界纪录,重大价值超乎想象
日期:2017-7-14 14:55:29

  原创 装备分析 2017-07-13 21:11

  官方媒体报道,中国电子科技集团公司13所专用集成电路国家级重点实验室携手中科院苏州纳米所纳米器件与应用重点实验室,成功将石墨烯太赫兹探测器的工作频率提高至650GHz,在国际上首次实现了石墨烯外差混频探测,为太赫兹立体成像打开了新世界的大门。

  公开资料可知,石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。由于良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性,其在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。其实目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”,极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

  中国成功攻克的这项技术叫太赫兹波,是频率介于0.1THz到10THz之间的电磁波,具有较低的光子能量,较高的穿透能力,在安检成像、雷达、通信、天文、大气观测和生物医学等众多技术领域,有着广阔的应用前景,被誉为“改变未来世界的十大技术”之一。中国此次试验成功的技术用“热解法”制作石墨烯材料,将碳化硅晶体加热到1600摄氏度,蒸发掉表面的硅原子,通过重新排布剩下的碳原子来获取。这种方法不仅获取速度快、效率高而且获得的晶圆级石墨烯不但均匀性更好,层数、电学性能都更有保障,更为重要的是,这种方法利于将来产业化应用。

  石墨烯被誉为黑金,可以说是当前高端军备才料的基石,没有这款材料,大飞机、隐身战机、航空发动机等等现代高端军备的制造都将受到极大制约。用石墨烯制成的电容器体积更小,重量也更轻,寿命是普通锂电池的两倍,并且成本降低了77%左右。石墨烯基超级电容器批量生产之后,可以促进风光发电、智能电网、轨道交通、重工机械及新能源汽车、太空蓄电和战机蓄电等发展,可谓是具有革命性意义。

  中国完成此项首创意义的军备技术之后,世界多国对此表示高度关注。首先是英国最为关心,因为英国在该领域研究较早,投入较大可是由于成果不能市场化应用,研究团队还接受了国会质询。英国认为中国首次实现了石墨烯外差混频探测,不仅仅打开了石墨烯探测提取的大门,更是打开了市场化应用的大门,一旦该项成果成功应用到军备装备领域,将会产生革命性的效应。

  美国《战略之页》 网站分析认为,中国首次应用这个技术再次开创世界第一次,表明中国在这个革命性军备材料领域走到了世界前列 。美国希望中国能够在该领域制定好规则或者遵守美国制定的规则,确保美国的利益不受损失。美国是世界上高端石墨烯材料的出口国,也是其获利最大的领域,美国担心中国技术大幅进步之后,美国的出口利益会受到损失,因此要求中国考虑美国利益。

  日本《产经新闻》指出,以前日本石墨烯属于暴利行业,自从中国成功开采之后暴利消失一大半,如今中国又攻克了革命性的技术,实现了世界首创,日本希望中国能够在制定下步政策时切实考虑日本利益,避免系列开发行动给日本带来损害。同时,美日英等国希望能够参与到中国的该项技术研发中去,从而推动该项技术成果快速实现产业化、市场化,为人类利用高精度石墨烯产品做贡献。

  这项军备技术是首席专家冯志红博士团队夜以继日、不断攻坚,经历无数失败之后得到了核心技术,突破了石墨烯场效应太赫兹探测器制备的系列关键技术,自主研发出了一整套低损伤,自对准探测器件工艺流程,并成功制备了100纳米栅长的石墨烯太赫兹探测器,大幅提高了探测器的工作频率和灵敏度。这款探测器的工作频率和灵敏度提升明显,成像能力显著提高,能报保障实时摄像的需要。对于这项技术成果的应用,我们自会有自己标准,不用西方过于操心,当然美日等也没必要过于忧虑,至于技术合作,则需要深层次仔细考量。


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