在公共場所的洗手間，當你把手放到水龍頭下就會自動出水；當走到一些商店，大門會自動打開。如果你稍稍留意就不難發(fā)現(xiàn)，類似的智能產(chǎn)品正越來越多地出現(xiàn)在我們身邊——在火車站、機場等公共場所，我們實現(xiàn)了大規(guī)模測溫；即使面對走位飄忽的臺風，我們?nèi)匀荒軌驅(qū)λ穆窂竭M行精確預測。我們可以精確地預測莊稼的產(chǎn)量，可以窺探月球的秘密，這一切，都離不開一種必不可少的器件——傳感器。

（著名半導體物理和器件專家，中國科學院院士，紅外物理學家 褚君浩）

說到傳感器，就不得不提半導體物理和器件專家、中國科學院院士、紅外物理學家褚君浩。作為中國自主培養(yǎng)的第一個紅外物理博士，他發(fā)現(xiàn)了最完整的用于研制紅外探測器的碲鎘汞紅外本征光吸收光譜；獲得最具有直接物理意義的碲鎘汞禁帶寬度和組分、溫度的關(guān)系式，被國際上稱為CXT公式（褚-徐-湯）；建立了研究窄禁帶半導體MIS器件結(jié)構(gòu)二維電子氣子能帶結(jié)構(gòu)的理論模型……

1945年出生的他，已過古稀之年，卻依舊精力充沛，致力于最新的科學研究領(lǐng)域。在萬物互聯(lián)的新世界里，褚君浩和他的團隊正在研發(fā)一系列讓世界變得更智能的傳感設(shè)備。

近日，《新民周刊》專訪了褚君浩院士，和他一起聊了聊無處不在的傳感器“黑科技”。

為傳感器立標準

什么是傳感器？就像人有五官，傳感器就是能夠代替我們的五官去看、聽、聞、嘗，去感覺的器件。

看似簡單的生活物品中，其實藏著很多傳感器，比如多年前紅極一時、國人紛紛從日本扛回來的智能馬桶蓋，里面就有力傳感器、熱傳感器、光傳感器。查酒駕的測試儀，則配有煙霧探測器、氣體傳感器。還有電子血壓計、人體感應燈、觸摸屏、相機、手機、游戲機，包括智能電視、冰箱、洗衣機、空調(diào)等等，都內(nèi)置有光傳感器、力傳感器。

不過，傳感器最普遍的應用還是智能手機——我們可以在一部手機中找到光傳感器攝像頭，力傳感器加速度計、陀螺儀，磁傳感器、聲音傳感器、指紋傳感器等等，這些傳感器使得我們的手機功更加智能。

褚君浩指出，傳感器的工作原理其實很簡單，就是因為物質(zhì)的不同運動形態(tài)是可以轉(zhuǎn)化的。比如光電傳感器，它就來源于愛因斯坦1906年發(fā)現(xiàn)的光電效應：光照到某些金屬表面，如果其頻率達到一定值，金屬表面的電子就可以被“打”出來。目前市面上的傳感器大多是通過一個器件把“光、聲、熱、磁”等轉(zhuǎn)變成電，從而做成可見光探測器、紅外探測器、THz探測、紫外探測器，X射線、伽馬射線探測器等等不同的探測器。

我們都知道，任何一個有溫度的物體都會發(fā)出熱輻射，也即發(fā)出紅外光。雖然肉眼不可見，但能通過紅外探測器看見。最近，云南西雙版納一路向北的大象群引發(fā)全球關(guān)注，科研人員可以利用紅外熱像儀來監(jiān)測大象的一舉一動。

作為研究了一輩子紅外物理的專家，褚君浩指出半導體材料中紅外響應最好的是碲鎘汞半導體材料。正是他，首次發(fā)現(xiàn)了碲鎘汞帶間躍遷本征吸收光譜。1983年，他有一個研究結(jié)果發(fā)表在國內(nèi)的《紅外研究》雜志上。過了沒多久，有同事在吃飯時神秘兮兮地問褚君浩，是不是給美國國防部寫了份報告。這讓褚君浩嚇了一跳，后來才知道，原來是美國國防部AD報告出版部門專門將雜志上的論文翻譯成英文，發(fā)表在AD報告上。這也從一個側(cè)面證實了褚君浩這一研究的前沿性和重要性。事實上，直到現(xiàn)在，褚君浩獲得的碲鎘汞帶間躍遷吸收光譜數(shù)據(jù)依然是國際上最完整的，相當于為紅外探測材料研發(fā)樹立了一個標準。