石墨烯為什么可以進軍光電領域?
石墨烯是一種原子層厚的,以六角形的鍵合的碳原子。石墨烯因其寬頻吸收性、高載流子遷移率和機械柔韌性,而廣泛運用于先進光電探測器的研討。但是,石墨烯具有低的光吸收率,因而現在為了前進其光吸收,石墨烯光電探測器的研討首要集中在混合系統。但是,這種混合系統需求一個復雜的集成進程,而不一樣的材料之間的接口,降低了電荷載流子的遷移率。
當然這種研討方法不只限于石墨烯,也適用于別的新式的二維材料。其研討人員現已證明了一種新的研討方法,通過改動原子厚度的二維材料(如石墨烯)表面的機械應力,可以改動其吸光性和拉伸功用。聯絡柔性發光二極管,這種研討方法可以推動新式耐磨技術和概括生物醫學光學傳感技術的展開。
伊利諾伊大學機械科學與工程學院助理教授SungWoo Nam解說說:“前進石墨烯在可見光范圍內的低吸光性,是石墨烯在光電傳感范疇運用的一個首要前提條件,這是第一個完全依據具有可調應變光靈敏性和波長選擇性的石墨烯的拉伸光電探測器?!?/span>
另一種選擇是前進石墨烯的光吸收和拉伸性。依據Nam所述,其關鍵是將二維材料制成三維'褶皺結構',添加石墨烯單位面積的質量,也稱為面密度。具有較高的面密度,不斷高低的單位面積的三維表面具有較高的吸光性,從而前進了石墨烯的光靈敏性。
通過應變調整石墨烯的密度、高度和褶皺結構,起皺在周期性拉伸和開釋進程中是完全可逆的。這個褶皺的方法為前進石墨烯的光吸收供給了一種新途徑,使單層石墨烯高靈敏探測器的發明成為可能。
Pilgyu Kang,一位Nam研討團隊的成員指出:“通過褶皺的三維結構,我們獲得的吸光性不只是一個數量級的前進,而是前進了約400%。這種可調應變光靈敏性在200%的應變調整下,可使光靈敏性100%的改動。通過光子晶體與拉伸石墨烯光電探測器的聯絡,我們展示了一種一起的可調應變的波長選擇性。”
Nam 補充說:“這項研討展示了拉伸與柔性石墨烯光電探測器設備的一種有用方法。我們在不束縛查看波長的情況下,初度報導了拉伸功用探測器的拉伸功用可達其原始長度的200%。此外,我們通過褶皺結構前進光吸收性的方法不只限于石墨烯,也適用于別的鼓起的二維材料。
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