准备好转移到柔性塑料基板上的一些石墨烯硅紫外光电探测器。(图片来源:Yang Xu/Zhejiang University and Bin Yu/SUNY)
看紫外线传感器拍摄的图像仿佛通过全新的视角来观察世界。紫外线图像可以显示蘑菇腐烂的斑点,花瓣上引导昆虫找到花蜜的黑暗线,以及丙酮在水中的电子云。而且由于其波长相对较短,紫外线传感器可能非常适用于小型无人机飞行群的精确导航。
来自日本东北大学的研究人员Rihito Kuroda在他的实验室中研发UV成像器,他说道:“紫外线中隐藏着重要的信息。”但是事实上这些信息很难被捕获。硅不能很好地吸收紫外线波长,而其他与紫外线作用更好的半导体成像速度更慢。然而这些问题即将被解决。本周在旧金山举行的国际电子器件会议(the International Electron Devices Meeting)上,两个研究小组展示了超薄灵活的紫外线传感器设计,他们希望这些设计能够使这些设备得到更加广泛的使用。
沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学( King Abdullah University of Science and Technology)的一个研究小组介绍了他们的研究,旨在用特制的纸张制造紫外线传感器。来自电子工程系学生Chun-Ho Lin解释说制作出灵活的紫外线传感器很困难,因为传感器在高能射线的照射下会升温。典型的柔性基材,如塑料和纸,不能快速将热量带走。他和Jr-HauHou实验室的其他电气工程师通过将氮化硼纳米片与纤维素纤维结合在一起,制成了导热的UV敏感纸。由这种方式制成的灵活的传感器可以承受高达200摄氏度的高温。而且,它们“看不见”深紫外波段以上的波长。
其他研究人员则坚持使用硅,但也会用石墨烯来辅助。浙江大学电气工程师杨旭表示,使用硅芯片是有原因的。即使在原生状态下,它也是一种强大的紫外线反射器。硅光电探测器可以快速工作,实现更高的帧速率,并且可以被广泛应用于基础设施建设。 他的理念是:“为什么不帮助硅片做得更好?”抱着这个想法,他的团队将半导体与石墨烯结合在一起,这样得到的传感器能非常成功地吸收紫外线。
为了制造灵活的硅 - 石墨烯紫外探测器,浙江大学团队使用蚀刻和橡皮图章将超薄硅微结构转移到柔性塑料基板上,然后用石墨烯涂覆硅并添加电极。这个光电探测器无法探测可见光的,因为只有20纳米厚的硅层无法吸收它们。
杨旭说,这种超薄设备非常灵活,并且最先进的UV光电探测器不相上下。他的实验室目前正在缩小光电探测器的尺寸来提高分辨率。












