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扬声器和耳机中的石墨烯

扬声器和耳机与智能手机、笔记本电脑、笔记本电脑和平板电脑等便携式设备一起使用。在扬声器内部,形成薄隔膜的柔性材料(例如纸或塑料)振动并放大这些振动,将声波泵入周围空气并送入耳朵,根据频率产生不同的声音。 声音设备
扬声器的质量取决于其频率响应的平坦程度——也就是说,取决于设计在可听范围内提供 20 Hz 至 20 kHz 的恒定声压级的能力。目前,它们采用传统类型的扬声器,这些扬声器在尺寸、频率响应和功耗方面的操作受到限制。
石墨烯扬声器
加州大学伯克利分校的研究人员制作了一种石墨烯扬声器,虽然没有特定的设计,但已经与某些商用扬声器和耳机一样好,甚至更好。
石墨烯扬声器具有超低质量,在人类可听区域具有相当平坦的频率响应,并且非常强,因此可用于制造非常大、极薄的薄膜,从而有效地产生声音。这也意味着扬声器不需要人为阻尼(与商业设备不同)以防止不需要的频率响应,而只是被周围的空气阻尼。这种设备可以在几纳安培下运行,因此比传统扬声器使用的功率要少得多。
工作
研究人员声称,他们用化学气相沉积工艺生长的 30 纳米厚、7 毫米宽的石墨烯片制造了扬声器。隔膜夹在两个涂有二氧化硅的驱动穿孔硅电极之间,以防止石墨烯在非常大的驱动幅度下意外短路到电极。当电极通电时,会产生静电力,使石墨烯片振动,产生声音。通过改变施加的功率水平,可以产生不同的声音。这些声音很容易被人耳听到,并且具有很高的保真度。
伯克利的研究人员声称,制造扬声器所采用的技术非常简单,可以很容易地按比例放大以生产更大面积的振膜,从而生产更大的扬声器。


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