由美國陸軍資助的研究開發了一種新的傳感器，其能夠以比目前的商用傳感器高100,000倍的靈敏度檢測微波輻射，為新型通信和武器技術鋪平了道路。

該傳感器由哈佛大學，光子科學研究所，麻省理工學院，浦項科學技術大學和雷神BBN Technologies公司的科學家共同開發，可用于顯著改善熱成像，并為電子戰和無線電通訊等發明創造基礎。

陸軍研究辦公室固態電子學和電磁學項目經理Joe Qiu說，研究人員開發了一種微波輻射熱測量計，其靈敏度足以檢測單個微波光子，這是自然界中存在的最小能量。該傳感器利用了多功能2D材料石墨烯對微波輻射的顯著熱響應。

Qiu在一份新聞聲明中指出，陸軍對這項工作的興趣是“在可預見的未來保持光譜優勢”，因為傳感器“將潛在地為量子傳感和雷達等應用啟用新功能。”

關鍵方面：

該團隊開發的傳感器通過測量傳感器吸收光子時的溫度升高來檢測電磁輻射。研究人員說，微波天線中使用的石墨烯可以實現該技術的高靈敏度。

除了薄之外，石墨烯中的電子還處于一種特殊的能帶結構，在該結構中，價帶和導帶僅在一個點上相遇，這就是狄拉克點。

雷神BBN Technologies的研究員Kin Chunf Fong解釋說，此時，國家密度消失了。這意味著，當電子接收光子能量時，溫度升高較高，而熱泄漏較小。

對這項工作也很重要的是所謂的約瑟夫森結，這是一種量子機械裝置，由兩個超導電極組成，并由勢壘分隔，該勢壘可以是薄絕緣隧道勢壘，普通金屬，半導體，鐵磁體等。

研究人員使用該結的超導形式來測量溫度升高，同時保持高微波輻射通過傳感器天線耦合到石墨烯中。邱說，這種機制中的耦合效率對于實現傳感器的高靈敏度至關重要，因為“每個珍貴的光子都在計數。”

輻射熱檢測器靈敏度的提高可以改善陸軍賴以作戰的某些技術，包括雷達，夜視，LIDAR(光檢測與測距)和通信等系統。可以利用量子信息科學，熱成像和暗物質搜索功能的新應用程序。