Высокочувствительный микрофон на основе графена

Микрофоны для слуховых аппаратов должны иметь высокую чувствительность, соответствующую пропускную способность и широкий динамический диапазон. Группа учёных из Кореи разработали  микрофон с  высокой чувствительности размером 4 мм в диаметре и с использованием мембраны из графена и ПММА, которая может быть применена в слуховых аппаратах. Как правило, полифениленсульфид используется для диафрагмы электретных конденсаторных микрофонов, и она имеет простую конструкцию и низкая стоимость. Чувствительность коммерческого микрофона диаметром 4 мм составляет примерно от -30 до 35 дБ (0 дБ = 1 В / Па). Учёные показали, что микрофон с диафрагмой нанометровой толщины на основе графена, имеет более высокую чувствительность. В своей разработке учёные создали диафрагму из многослойного графена и поли(метилметакрилата) (ПММА) с чувствительностью выше, чем у любых других микрофонов в настоящее время для слуховых аппаратов, с аналогичной шириной полосы в слуховом диапазоне. Высокая чувствительность возникает из слоистой структуры, которая состоит из  тонкой графеновой плёнки с высоким модулем упругости и из плёнки ПММА с более низким модулем упругости и высокой диэлектрической проницаемостью. Оптимальное соотношение толщины графен-ПММА было найдено с помощью как аналитических, так и экспериментальных методов, а затем изготовлена и собрана в стандартном корпусе микрофона диаметром 4 мм. Было продемонстрировано, что микрофон с использованием многослойного графена и ПММА имеет высокую чувствительность -20 дБ и динамический диапазон 90 дБ, что в среднем  на 9 дБ выше, чем в аналогичных коммерческих микрофонах.

Научная работа опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces