石墨烯為什么可以進(jìn)軍光電領(lǐng)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(jī)械柔韌性,而廣泛運(yùn)用于先進(jìn)光電探測(cè)器的研討。但是,石墨烯具有低的光吸收率,因而現(xiàn)在為了前進(jìn)其光吸收,石墨烯光電探測(cè)器的研討首要集中在混合系統(tǒng)。但是,這種混合系統(tǒng)需求一個(gè)復(fù)雜的集成進(jìn)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(dāng)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(xiàn)已證明了一種新的研討方法,通過改動(dòng)原子厚度的二維材料(如石墨烯)表面的機(jī)械應(yīng)力,可以改動(dòng)其吸光性和拉伸功用。聯(lián)絡(luò)柔性發(fā)光二極管,這種研討方法可以推動(dòng)新式耐磨技術(shù)和概括生物醫(yī)學(xué)光學(xué)傳感技術(shù)的展開。
伊利諾伊大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院助理教授SungWoo Nam解說說:“前進(jìn)石墨烯在可見光范圍內(nèi)的低吸光性,是石墨烯在光電傳感范疇運(yùn)用的一個(gè)首要前提條件,這是第一個(gè)完全依據(jù)具有可調(diào)應(yīng)變光靈敏性和波長(zhǎng)選擇性的石墨烯的拉伸光電探測(cè)器。”
另一種選擇是前進(jìn)石墨烯的光吸收和拉伸性。依據(jù)Nam所述,其關(guān)鍵是將二維材料制成三維'褶皺結(jié)構(gòu)',添加石墨烯單位面積的質(zhì)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(jìn)了石墨烯的光靈敏性。
通過應(yīng)變調(diào)整石墨烯的密度、高度和褶皺結(jié)構(gòu),起皺在周期性拉伸和開釋進(jìn)程中是完全可逆的。這個(gè)褶皺的方法為前進(jìn)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(cè)器的發(fā)明成為可能。
Pilgyu Kang,一位Nam研討團(tuán)隊(duì)的成員指出:“通過褶皺的三維結(jié)構(gòu),我們獲得的吸光性不只是一個(gè)數(shù)量級(jí)的前進(jìn),而是前進(jìn)了約400%。這種可調(diào)應(yīng)變光靈敏性在200%的應(yīng)變調(diào)整下,可使光靈敏性100%的改動(dòng)。通過光子晶體與拉伸石墨烯光電探測(cè)器的聯(lián)絡(luò),我們展示了一種一起的可調(diào)應(yīng)變的波長(zhǎng)選擇性。”
Nam 補(bǔ)充說:“這項(xiàng)研討展示了拉伸與柔性石墨烯光電探測(cè)器設(shè)備的一種有用方法。我們?cè)诓皇`查看波長(zhǎng)的情況下,初度報(bào)導(dǎo)了拉伸功用探測(cè)器的拉伸功用可達(dá)其原始長(zhǎng)度的200%。此外,我們通過褶皺結(jié)構(gòu)前進(jìn)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。

