劍橋技術集群在基于石墨烯的變換式電子傳感器和設備方面的領導者Paragraf已經證明了其石墨烯霍爾效應傳感器能夠承受高水平的輻射。

該發現基于美國國家物理實驗室(NPL)的測試，證明“未包裝”的霍爾效應傳感器可用于太空等高輻射環境。該項目由英國創新機構Innovate UK資助。

霍爾效應傳感器用于測量磁場強度，是從接近感應和速度檢測到電流感應等各種應用中的關鍵電子組件。

但是，從歷史上看，它們在衛星和核電站等高輻射環境中的部署面臨著巨大的挑戰。

這是因為，除非將硅和其他半導體材料制成的傳感器封裝在經過輻射硬化的包裝中，否則它們會對中子輻射產生不利的反應。這需要更復雜，冗長和昂貴的制造過程，并且例如在包裝損壞的情況下，可能需要隨時間更換傳感器。

相比之下，由NPL進行的測試表明，暴露于241 mSv /小時的中子劑量之后-這是國際空間站中預期的典型中子劑量率的30,000倍-Paragraf石墨烯霍爾效應傳感器不受此水平的輻射影響。這是首次證明市售的基于石墨烯的電子設備不受中子輻照的影響。

在節省功率和減輕重量與輻射耐受性一樣重要的情況下，例如在衛星和其他太空飛行器上，Paragraf霍爾效應傳感器真正發揮了自己的作用-僅需要pW的功率并且重量僅為幾克。

Paragraf的聯合創始人Ivor Guiney表示：“就高性能衛星和其他關鍵的高輻射應用(例如核退役)而言，NPL的發現可能會改變游戲規則。

“由于石墨烯具有出色的機械強度和高透明度，我們的霍爾效應傳感器無需包裝即可可靠地用于高輻射應用。這是提高可靠性和耐用性，同時降低制造成本和上市時間的關鍵。”

石墨烯霍爾效應傳感器在高輻射條件下的性能將為在惡劣環境中部署更多電子產品鋪平道路。

得益于Paragraf的可擴展制造工藝，該工藝可用于大面積石墨烯沉積，因此很快可能會生產其他基于抗輻射石墨烯的電子設備。這將有助于確保即使在惡劣的環境下，除傳感器以外的所有關鍵電子設備都可靠且耐用。

NPL的HéctorCorte-Leon補充說：“我們的第一組發現非常有前途，我們現在預計在接下來的幾個月中會有更多積極的結果。

“測試基于石墨烯的電子產品是證明它們是否可以在傳統上部署受限的惡劣環境中使用的關鍵。”現在，Paragraf的石墨烯霍爾效應傳感器將進行進一步的輻射測試(α，β和γ輻射)以及高頻測試。

預期這將為關鍵應用(例如電流感應)帶來新的機會。該項目由英國創新基金會(Innovate UK)資助，于2019年10月開始，預計運行至2020年底。