【光電結合了石墨烯和葉綠素】

明道

【光電結合了石墨烯和葉綠素】

 

葉綠素塗層石墨烯光敏三極管

在臺灣的研究人員說他們已創建對光的敏感得多比設備由純石墨烯新葉綠素塗層石墨烯光電。

研究人員認為該設備可以為今後以石墨烯為基礎的光感應器提供一份藍圖。

但是，某些領域的專家都持懷疑態度。

石墨烯是一張的碳只有一個原子厚和材料的引人注目的光學和電子特性能使它有用探測器和太陽能電池等設備。

石墨烯吸收光子的頻率範圍廣泛和相對論的速度執行電子的能力意味著石墨烯探測器可以非常快速的回應時間。然而，有設備製造商面臨的重要挑戰之一： 純石墨烯具有低對光線敏感。

事實上，只有 2.7%的光子擊中石墨烯創建一個電子-空穴對，然後可以檢測到。

圓的這一問題得到更有效地吸收光線的另一種材料與塗層石墨烯產生混合設備考慮幾個組。

2011 顯示覆蓋物電漿子納米結構 — — 圖案金屬薄膜 — — 可能增加的光比例的曼徹斯特和劍橋大學的研究人員中吸收到近 50%。

一年後在巴賽隆納，光子科學研究所的科學家取得了甚至更高的敏感性，使用量子點 — — 速度略有損失。

廉價和無毒

現在，研究人員在中研院和國立臺灣大學，都在臺北，便由涵蓋與葉綠素的石墨烯製作的一個簡單而又有效的設備。

這是從哪裡發揮重要作用，將陽光轉換成化學能的植物中提取的廉價、 無毒的材料。

該團隊的設備被配置為場效應電晶體 (FET)。作為在源和漏附加任何一端的純石墨烯的片狀函數的兩個金電極。葉綠素溶解在乙醚中的一滴放在一個表面的石墨烯。

溶劑蒸發石墨烯的一側走純葉綠素的一層薄膜。

其次是一層摻雜矽的隔熱層添加到創建的場效應管門的另一側 （見圖）。

通過調整到門上的電壓，電子可以從葉綠素抽調到石墨烯創建 n 摻雜石墨烯。

更改為另一個值的電壓使電子在相反的方向，有不足或 p 摻雜石墨烯電子製作中移動。

N 摻雜石墨烯導電通過流動的電子，而 p 摻雜石墨烯進行通過帶正電的空穴的運動。

高增益

當合適的波長的光子擊中葉綠素時，它可能會創建一個電子-空穴對。

電子仍然在葉綠素而孔被掃進石墨烯。

如果電壓設置以便在石墨烯是 n 摻雜，這個洞成品與電子，從而減少可用的電荷載流子的數量和降低電晶體的電導之一。

如果 p 摻雜石墨烯，然後孔會保持自由，因而將添加到電荷載流子的數目，提高與電導率。

石墨烯具有幾乎沒有任何抵抗流動的電荷載流子，因此添加或刪除少量的載體可以流源和漏極之間的電流帶來巨大的影響。

這，說團隊，使光敏三極管增益達 10 的6時照亮 — — 使設備對光線極為敏感。

商業上可行嗎？

研究人員認為他們的結果表明"可行方法，聘請未來基於石墨烯光電子材料"。

團隊成員中研魏華王接受它不會實際使用石墨烯薄片使商業設備由於 laboriousness 用於使薄片"透明膠帶法"。

石墨烯還可使用更多商業上可行的技術，但這種材料往往具有較低的電子流動比純片。

雖然這個石墨烯製成的葉綠素設備可能會更低增益，王說他們的表現可能是基於片狀三極管相媲美。

弗蘭克 Koppens 光子科學研究所的問題超過當前的光敏感石墨烯技術設備的優勢。

量子點，設備都很容易使在大型，他說。

你基本上只需要存入在石墨烯上的解決方案，然後你有光電探測器具有極高的性能。

他還認為有限的葉綠素吸收的波長可以限制實際應用。

亞歷山大 Grigorenko，劍橋至曼徹斯特隊的成員同意研究人員尚未證明他們的設計的相對優點。

研究的預印本是上arXiv可用.

關於作者

Tim Wogan 是一個設在英國的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fjun%2F25%2Fphototransistor-combines-graphene-and-chlorophyll