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美國研究員人最近所製作出一款石墨烯(grpaphene)揚聲器(loudspeaker)，雖然沒有採用特定設計，但在頻率響應與耗電量方面已組以媲美某些市售喇叭或耳機，甚至具有更佳的表現。
揚聲器的主要工作原理是薄膜的振動。這些振動會在周遭空氣中產生壓力波，而不同的振動頻率決定了聲音的高低音調。人耳可察覺的聲波頻率在20 Hz到20 KHz之間，頻率越大則音調越高。喇叭的品質取決於頻率響應的均勻程度，亦即從低頻到高頻的產出音量須保持一致。最近，由加州大學柏克萊分校的Alex Zettl指導的研究團隊，已研發出滿足此重要條件的石墨烯揚聲器。
Zettl表示，由於石墨烯的質量超輕，該揚聲器在人類聽覺範圍內具有相當均勻的頻率響應。此外，石墨烯還有絕佳的韌性，可望用來製作大面積的超薄振動膜，有效產生音波。因為石墨烯振動膜厚度僅有單原子薄，此類揚聲器藉由空氣即可產生阻尼效應，不像市售喇叭得靠人工阻尼來防止多餘的頻率響應。這意味著此裝置僅需數奈安培的電流即可運作，耗電量遠低於一般揚聲器，對於可攜式設備如智慧型手機、筆記型電腦與平板電腦而言，這是一項不可忽略的優勢。
此柏克萊研究團隊使用化學氣相沉積法(CVD)成長寬7 mm、厚30 nm的石墨烯來製作喇叭。他們把此振動膜夾在兩片穿孔的矽晶驅動電極間，電極表面鍍有二氧化矽(SiO2)以防止振動過大導致石墨烯與電極間短路。接上電源時，電極產生的靜電力驅使石墨烯振動並產生聲音，而改變輸入電壓便能產生不同的聲音。Zettl表示，石墨烯產生的聲波可被人耳輕易接收，而且具有高保真度，非常適合用來播放音樂。研究人員同時測試了此石墨烯揚聲器與尺寸大約相同的高品質市售耳機(Sennheiser MX-400)，結果發現石墨烯喇叭在20 Hz至20 kHz範圍內的頻率響應與後者不分軒輊。
該研究團隊表示，用來製作石墨烯揚聲器的CVD技術相當簡單，並且能輕易推廣製作面積更大的振動膜供大型喇叭之用，而相同的結構也能用來製作麥克風。詳見http://arxiv.org/abs/1303.2391。 |