南大专家研发出“超级眼” 能灵敏地监测雾霾

　　近日，南京大学电子科学与工程学院长江特聘教授陆海的研究团队，研发出了超灵敏度的固体紫外单光子探测器。之前，只有美国拥有这种技术。

　　“光子是光的最小能量量子，一根燃烧的蜡烛1秒钟可发射出多达100亿亿个以上的光子。”陆海对现代快报记者说，紫外单光子探测器能够探测到每一个紫外光子。借助这个“超级眼”，我们还能对雾霾进行检测。

　　安装多光子探测器，手机变“聪明”

　　“大家也许对单光子探测器还很陌生，但多光子探测器已经很成熟了。”陆海介绍，三星一款手机里就安装了多光子紫外传感器，有了这个传感器，手机每500毫秒就可以测定一次紫外线的辐射强度，及时提醒用户涂抹防晒霜。

　　“多光子探测器，我们10年前就研发出来了。”陆海说，他们的研究团队也正在研究把多光子探测器放入手机中。

　　“这种探测器可以制作到芝麻粒大小，安装到手机或者智能手环中，手机会变得更‘聪明’，用户可随时随地检测所处环境的紫外线强度。同时，手机屏幕还可以根据所处环境的亮度，自行调节屏幕的亮度。”陆海告诉现代快报记者。

　　单光子探测器，能捕捉每个紫外光子

　　“单光子探测器，我们也是去年才突破的。”陆海说，之前国际上只有美国罗格斯大学、弗吉尼亚大学和通用电气研发中心实现了单光子探测器。而南大研究团队此次突破后，成为世界上第四家、中国首家。

　　单光子探测器长啥样？陆海从包里拿出一些半导体芯片样品，细细小小的，每个只有耳钉大小。他介绍，内部的核心芯片只有微米级大小，比蝉翼还要薄，1万多个芯片加起来还没有巴掌大。

　　“它们的灵敏度非常高，在实验室阶段，已经能捕捉到单光子的紫外光信号。”陆海打了个比方，一根燃烧的蜡烛1秒能释放出多达100亿亿个光子，假设紫外光子只占万分之一，那么在完全不考虑飞行损耗的情况下，1公里以外，面积为1平方厘米的镜头1秒钟能接收到1000个紫外光子。目前，陆海研究团队对研发的单光子探测器，已经能百分百捕捉到每一个紫外光子。

　　测雾霾、探火灾，都可以用它

　　如此“高大上”的技术有哪些用途？陆海说，它的使用范围其实很广泛，比如让我们烦恼的雾霾。“由于雾霾对紫外线具有强烈的吸收作用，用上紫外单光子探测器，可以非常灵敏地对雾霾进行监测。”

　　更为关键的是，陆海团队研发的紫外单光子探测器，不仅能灵敏捕捉到紫外光子，而且实现了在室温甚至高温条件下工作，打破了过去依赖于超低温条件的瓶颈。“我们的探测器在150℃的环境仍能正常工作，这是原来的单光子探测技术都无法达到的。这样一来，这项技术用在深层石油勘探上完全没有问题。”

　　陆海说，单光子探测器的制造基于碳化硅半导体芯片技术，也让其适合批量生产，有显著的成本优势，有望向民用领域大规模推广。比如高压输电线和高铁供电线路上出现电晕、污闪时，可用该探测器进行远程检测和定位。同时，还能用在火灾报警器上。 “目前，紫外火灾报警器用的真空紫外光敏管，综合成本很高。”陆海拿着耳钉大小的器件说，未来用这么小的单光子探测器件，不仅造价更便宜，而且防爆、使用寿命更长。(胡玉梅)