グラフェンの「折り目」はその光吸収を改善できますか？

イリノイ大学アーバナシャンペーン校の研究者は、グラフェンの表面の応力を変化させ、表面に「折り畳み」構造を作成し、表面密度を上げると、グラフェンの吸収性が向上することを実証しました。これは、グラフェンにとって非常に重要です。オプトエレクトロニクスの分野におけるグラフェンの応用。もちろん、この研究方法はグラフェンだけでなく、他の新しい二次元材料にも適用できます。

イリノイ大学アーバナ校の研究者であるアーバナシャンペーンは、機械的応力の表面にあるグラフェンなどの原子二次元材料の厚さを変えることで、光吸収と引張特性を変えることができる新しい研究方法を確認しました。この研究方法は、柔軟な発光ダイオードと組み合わせることで、新しい耐摩耗技術と生物医学的光センシング技術の包括的な開発を促進することができます。

SungWooNam大学の助教授であるイリノイ大学の機械科学と工学は次のように説明しています。「可視光範囲でのグラフェンの低光吸収を改善することは、光センサーの分野でのグラフェンの適用が重要な前提条件です。これはグラフェン引張光電検出器の調整可能なベースのひずみ感光性と波長選択性を備えた最初の完全なものです。」

グラフェンは一種の原子層の厚さで、六角形の炭素原子が結合しています。グラフェンは、その広い吸収性、高いキャリア移動度、および機械的柔軟性により、オプトエレクトロニクス検出器の研究で広く使用されています。しかし、グラフェンは光吸収率が低いため、現在、光吸収を改善するために、グラフェン光検出器の研究は主にハイブリッドシステムに集中しています。ただし、この種のハイブリッドシステムには複雑な統合プロセスが必要であり、異なる材料間のインターフェースにより、電荷キャリアの移動度が低下します。

別のオプションは、グラフェンの光吸収と伸縮能力を高めることです。上記のNamによれば、重要なのは2d材料の3d '折り畳み構造であり、表面密度としても知られるグラフェンの単位面積の品質を向上させることです。面密度が高く、3d面の単位面積あたりの光吸収が高いため、グラフェンの感光性が向上します。

グラフェンの密度、高さ、折り畳み構造をひずみ調整することにより、周期的な伸長と解放の過程でのしわは完全に可逆的です。グラフェンの光吸収を改善するための折り畳み法は、新しい方法を提供し、単層グラフェンの高感度検出器の作成を可能にします。

ナムチームのメンバーであるピルギュ・カン氏は、「折り目の三次元構造により、性別の吸光度が桁違いに増加するだけでなく、約400％増加します。ひずみ感度は200％未満で調整可能です。ひずみ調整により、100％の変化感度を実現できます。フォトニック結晶と引張グラフェン光電検出器の組み合わせにより、ひずみの独自の調整可能な波長選択性を実現します。」

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