Nature子刊:石墨烯氣凝膠的終極光熱效應

2020-12-03 材料分析與應用

本文要點：

證明石墨烯氣凝膠的最終光熱聲（PTA）效率，取決於它們的特定熱和光學性質，可以通過降低其質量密度來實驗性地實現。

成果簡介

在無源光聲器件中產生，放大，混合和調製聲音而沒有諧波失真的能力將徹底改變聲學領域。與傳統揚聲器一樣，光熱聲（PTA）效應允許將光轉換為聲音，而無需任何大量的機電移動部件和電連接。而且，PTA器件可以與標準矽互補金屬氧化物半導體（CMOS）製造技術集成。在這裡，我們證明了石墨烯氣凝膠的最終PTA效率，取決於它們的特定熱和光學性質，可以通過降低其質量密度來實驗性地實現。此外，我們說明氣凝膠在整個可聽範圍內表現為全向源點，沒有諧波失真。

圖文導讀

圖1、石墨烯氣凝膠中的光熱效應

圖2、石墨烯氣凝膠中密度依賴性PTA頻率響應。

圖3、石墨烯氣凝膠中PTA聲發射的諧波分析。

圖4、石墨烯氣凝膠揚聲器中的光熱聲方向性。

小結

總之，石墨烯氣凝膠可用作PTA揚聲器，具有全向發射並且在可聽範圍內無諧波失真。我們證明了這種揚聲器的理論限制效率可以通過調整它們的質量密度來實現。因此，石墨烯氣凝膠揚聲器可以提供商用機電耳機和一般高保真揚聲器的有效替代方案，只要照明光點足夠大。此外，我們相信PTA揚聲器可以為新型光聲傳感設備和計量應用鋪平道路。

文獻：

Ultimate Photo-Thermo-Acoustic Efficiency of Graphene Aerogels

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