英国Paragraf公司主要生产基于石墨烯的电子传感器和器件，经国家物理实验室（NPL）的测试证实，其“未封装”的石墨烯霍尔效应传感器能够抵御高浓度的辐射，可在太空等高辐射环境中使用。该项目由英国创新机构Innovate UK资助，于2019年10月开始，将持续到2020年底。
需求背景
霍尔效应传感器用于测量磁场的大小，是各种应用中的关键电子元件，从近距离传感和速度检测到电流传感。然而从历史上看，它们在卫星和核电站等高辐射环境中的部署面临着重大挑战。由硅和其他半导体材料制成的传统传感器对中子辐射产生不良反应，除非它们被封装在辐射加固的封装中。这需要一个更复杂、更昂贵的制造过程，而且如果封装损坏，可能需要长期更换传感器。
抗辐射测试结果
NPL进行的测试表明，在暴露于241mSv/小时的中子剂量（约为国际空间站预期典型中子剂量率的30000倍）后，Paragraf石墨烯霍尔效应传感器不受到这一水平的辐射影响。这是首次证明基于石墨烯的商用电子器件不受中子辐照的影响。
其他性能优势
在节省功率和重量与辐射耐受性同样重要的情况下，如在卫星和其他航天器上，Paragraf霍尔效应传感器只需要pW功率，重量只有几分之一克。
应用和意义
石墨烯霍尔效应传感器在高辐射条件下所表现出的性能将为在恶劣环境下部署电子产品铺平道路。利用Paragraf大面积石墨烯沉积的可扩展制造工艺，可能很快就能生产出其他抗辐射石墨烯基电子器件。这将有助于确保除传感器之外的所有关键电子设备即使在恶劣的环境中也能可靠耐用。
自评
Paragraf公司联合创始人Ivor Guiney评论道：“当涉及到高性能卫星和其他关键的高辐射应用（如核退役）时，NPL的发现有可能改变游戏规则。由于石墨烯优异的机械强度和高透明度，我们的霍尔效应传感器可以可靠地用于高辐射应用，而不需要封装。这是提高可靠性和耐用性同时降低制造成本和缩短上市时间的关键。”
下一步工作
NPL的HéctorCorte-Leon补充说：“第一组研究结果非常有希望，我们现在期待在未来几个月内取得更多积极的成果。测试基于石墨烯的电子器件是证明它们是否可以在恶劣环境中使用的关键。”Paragraf的石墨烯霍尔效应传感器将接受进一步的辐射测试（α、β和γ辐射）以及高频测试。这有望在电流传感等关键应用中开辟新的机会。
联系客服
