劍橋研究人員發(fā)現(xiàn)黑磷可用于新型激光器和光電子器件的制造
據(jù)外媒報(bào)道,劍橋研究人員日前發(fā)現(xiàn)了噴墨打印的突破性“配方”,可以實(shí)現(xiàn)下一代激光器和光電子技術(shù)的大批量生產(chǎn)。
由劍橋大學(xué)石墨烯中心Tawfique Hasan博士帶領(lǐng)的研究發(fā)現(xiàn),黑磷(BP)油墨是一種與石墨烯相似的獨(dú)特二維材料,與傳統(tǒng)的噴墨打印技術(shù)相兼容,使其可能成為實(shí)現(xiàn)首次基于BP的激光器和光電子器件的可擴(kuò)展大規(guī)模制造。 來(lái)自劍橋、倫敦帝國(guó)理工學(xué)院、芬蘭阿爾托大學(xué)、北京航空航天大學(xué)以及浙江大學(xué)的跨學(xué)科科學(xué)家團(tuán)隊(duì)精心優(yōu)化了BP的化學(xué)成分,以便通過(guò)復(fù)雜和競(jìng)爭(zhēng)的流體效應(yīng)的平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的油墨。這樣一來(lái),便能夠通過(guò)高速打印生產(chǎn)新的功能激光器和光電子器件。 由于BP墨水的快速干燥特性,所制造的設(shè)備(激光器和光電檢測(cè)器)的最終打印質(zhì)量具有較高的質(zhì)量和均勻性。 該題為“用于光電子學(xué)和光子學(xué)噴墨打印的黑磷油墨配方”的研究成果已經(jīng)在Nature Communications上發(fā)表,并且得到了英國(guó)皇家工程學(xué)院和英國(guó)工程及物理科學(xué)研究委員會(huì)(EPSRC)的贊助。 BP包含了對(duì)電子和光電器件有用的特性,包括可覆蓋電磁光譜的可見(jiàn)光和近紅外區(qū)域的半導(dǎo)體禁帶寬度。 該研究論文的首席作者Guohua Hu先生表示:“我們的油墨配方可實(shí)現(xiàn)高度均勻的噴墨打印,不會(huì)在周圍環(huán)境中降解,從而使得大量基于2D材料的光傳感器更接近現(xiàn)實(shí)。鑒于將BP材料用于未來(lái)應(yīng)用方面,這種方法代表了一種重大的科學(xué)和技術(shù)成果。這種含有非常小的“薄片”BP的功能性油墨,使我們能夠在各種基材上進(jìn)行打印,包括長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的塑料! 來(lái)自北京航空航天大學(xué)的Meng Zhang教授帶領(lǐng)了打印基于BP的非線性光學(xué)器件的工作,作為超快光學(xué)快門(mén),這種光學(xué)器件可以輕松插入激光器中。 連續(xù)的輻射激光束被轉(zhuǎn)換為一系列重復(fù)的非常短的突發(fā)的光(或脈沖),其非常適合于工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用,例如機(jī)械加工、鉆孔、成像以及感測(cè)等。 Zhang教授表示:“相比以前的任何其他演示,我們使用了BP的非線性光學(xué)器件的設(shè)計(jì)顯著器件的提高了性能和運(yùn)行的穩(wěn)定性。這就是我們使用BP的油墨配方標(biāo)志著通過(guò)這種新型材料制作的新型光子器件和架構(gòu)的重大轉(zhuǎn)變的優(yōu)勢(shì)所在! 作為研究的一部分,該團(tuán)隊(duì)還展示了BP作為高效和高響應(yīng)性光檢測(cè)器的性能,超過(guò)了傳統(tǒng)硅基光電探測(cè)器目前所實(shí)現(xiàn)的波長(zhǎng)范圍。 帶領(lǐng)此次混合納米材料工程研究組的Hasan博士補(bǔ)充道:“BP是一種特別有意思的后石墨烯材料,為新的激光器和光電子器件提供了許多機(jī)會(huì)。然而,盡管在實(shí)驗(yàn)室中表現(xiàn)出色,這種獨(dú)特的石墨烯晶體在現(xiàn)實(shí)世界的開(kāi)發(fā)卻受到了復(fù)雜材料制造及其環(huán)境穩(wěn)定性的阻礙。但是我們對(duì)BP油墨的突破研究將會(huì)改變所有這一切,因?yàn)橛湍旧砜梢耘c現(xiàn)有金屬氧化物半導(dǎo)體器件(CMOS)技術(shù)無(wú)縫集成。” |
最新評(píng)論
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翔羽000 2017-08-20 09:44新發(fā)現(xiàn)
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bmw0501 2017-08-20 17:09
劍橋研究人員發(fā)現(xiàn)黑磷可用于新型激光器和光電子器件的制造
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cleverbean 2017-08-20 17:55
劍橋研究人員發(fā)現(xiàn)黑磷可用于新型激光器和光電子器件的制造
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torres82 2017-08-20 21:40黑磷可用于新型激光器
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huppert 2017-08-20 21:45劍橋研究人員發(fā)現(xiàn)黑磷可用于新型激光器和光電子器件
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hit遠(yuǎn)方 2017-08-20 23:05新材料厲害
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