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用MXene材料制作光电探测器可降低生产成本


  来源: 麦姆斯咨询 时间:2019-11-18 作者:王懿
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光电探测器是将光携带的信息转换为电子电路和计算机能够处理的电信号的元器件。光电探测器是电视遥控器和光学运动感测设备等日常设备的常用元件,也是许多人工智能(AI)和物联网(IoT)技术的关键元器件。不过,数据中心和通信应用是对光电探测器需求最大、增长速度最快的市场。数据中心每年部署千万颗光电探测器,才能满足计算技术对存储空间不断增长的需求。


德雷塞尔大学(Drexel University)的研究人员开发了一种简单的旋涂法,用MXene材料制作光电探测器,MXene材料可以满足大规模数据中心和物联网技术对器件的生产需求。


上述行业的发展引发了对光电探测器需求量的激增。但光电探测器的制造,需要昂贵的材料(例如金和钛)和资本密集型设备,后者才能提供高度受控的工艺条件,但维护成本昂贵。


据麦姆斯咨询报道,德雷塞尔大学的研究人员最近报告了一种新的制造光电探测器的方法,该方法使用一种称为MXene的二维材料来提高传感器的灵敏度,并能大大降低生产成本。



MXene材料示意图


注:MXene是一类新型碳/氨化物二维纳米层状材料,一般是利用化学刻蚀的手段通过选择性刻蚀掉前驱体MAX相中的A原子层而得到。其通式可表示为Mn+1XnTx,其中M代表早期过渡族金属,X代表碳和/或氨,Tx代表MXene在刻蚀过程中产生的附着在其表面的官能团(-OH、-F等)。在复合材料、润滑剂、环境污染治理、电池、电容器、催化、传感器、抗菌等领域具有潜在的应用价值。


最近发表在期刊Advanced Materials上的研究表明,该小组展示了如何用半透明薄层MXene材料代替金(Au),在提高生产工艺能力的同时,性能水平有望超过当前表现最佳的光电探测器。


德雷塞尔大学工程学院的助理研究员,该论文的合著者Pouya Dianat博士说:“这是一项重要的进展。因为到2024年,预计全球光电探测器的市场规模将达到20亿美元,因此迫切需要增加制备光电探测器的工艺流程选择,并找到更多的可持续材料。”


光电探测器将光辐射转换成电流。金(Au)具有高导电性,通常作为接触材料,将探测器材料连接到电路的其余部分。光电探测器在一系列需要快速传输大量数据的应用中变得越来越普遍。例如在线购物逐渐成为大众购物习惯后,对自动组装、包装和交付系统的需求就越来越高。高耸货架上的商品信息利用数据中心可实现无障碍传输。

关键词:光电探测器 MXene材料 旋涂法    浏览量:668

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