我們?cè)趯?shí)驗(yàn)和理論上研究了電離輻射對(duì)由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）平板分隔的石墨烯片堆疊的影響。這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)在太赫茲范圍內(nèi)的超強(qiáng)吸收能力，使其有望在空間中部署基于石墨烯的太赫茲輻射熱測(cè)量?jī)x中使用。氫/碳離子束用于模擬質(zhì)子和次級(jí)離子在設(shè)備上的作用。我們顯示，在以密度為1.5×1012 cm
-2的290 keV強(qiáng)烈離子束輻照后，石墨烯片仍完好無(wú)損。然而，由于由碳離子產(chǎn)生的最頂部的PMMA板的熱損傷，可以基本上抑制石墨烯/PMMA多層的THz吸收能力。相比之下，質(zhì)子由于在PMMA中的平均自由通過(guò)時(shí)間更長(zhǎng)而沒(méi)有這種負(fù)面影響。由于地球靜止軌道上的粒子通量明顯低于我們的實(shí)驗(yàn)所用的通量，因此我們得出結(jié)論，它不會(huì)對(duì)基于石墨烯/PMMA的太赫茲吸收器造成明顯損害。我們的數(shù)值模擬表明，在地球靜止軌道上，由于離子轟擊而對(duì)石墨烯/PMMA多層膜造成的損害要低得多，足以影響石墨烯/PMMA多層膜（太赫茲輻射熱測(cè)量?jī)x的主要工作元件）的性能，該性能保持不變十多年
Figure 1. （a）SiO
2襯底頂部的石墨烯/聚合物夾層的示意圖和離子轟擊實(shí)驗(yàn)示意圖。（b–d）樣品的SEM圖像：（b）原始和用（c）兩個(gè)和（d）四個(gè)離子脈沖輻照之后的5個(gè)石墨烯/PMMA雙層。（e）在用2個(gè)（紅色）和4個(gè)（藍(lán)色）脈沖照射之前（黑色）和之后的樣品表面粗糙度。
Figure 2.包含多個(gè)石墨烯/PMMA雙層：1（a）、3（b）和5（c）個(gè)的石墨烯/PMMA夾層的THz透射光譜。（d）透射率。
Figure 3. 通過(guò)SRIM軟件包計(jì)算的PMMA中質(zhì)子（黑色方塊）和碳離子（藍(lán)色方塊）范圍的相關(guān)性。
Figure 4. 對(duì)地靜止軌道（GEO）（SRIM數(shù)值模擬）上，1 µm厚石墨烯/PMMA雙層質(zhì)子譜的空位分布
相關(guān)研究成果于2021年由白俄羅斯國(guó)立大學(xué)核問(wèn)題研究所Alesia Paddubskaya課題組，發(fā)表在Nanomaterials（https://doi.org/10.3390/nano11010170）上。原文：Outstanding Radiation Tolerance of Supported Graphene: Towards 2D Sensors for the Space Millimeter Radioastronomy。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
.jpg)
