薄型超快光电探测器能看到全光谱

研究人员已经开发出世界上第一个可以看到所有色调的光电探测器，这是一种从根本上缩小了现代技术最基本元素之一的原型设备。光电探测器的工作原理是将光携带的信息转换成光信号，广泛应用于从游戏机到光纤通信、医疗成像和运动探测器的各种技术中。目前，光电探测器无法在一种颜色中检测到一种以上的颜色。

这意味着它们仍然比其他技术更大、更慢，比如它们集成的硅芯片。

由RMIT大学的研究人员开发的新的超高效宽带至少比最小的商业光电探测器设备薄1000倍。

这是该技术的一次重大飞跃，它还可以看到紫外光和近红外光之间的所有色调，为在同一芯片上集成电子和光学元件打开了新的机会。

这项突破性的技术为改进生物医学成像打开了大门，促进了癌症等健康问题的早期检测。

该研究的主要作者，博士研究员Vaishnavi Krishnamurthi说，在光探测技术中，使材料变薄通常是以牺牲性能为代价的。

她说：但我们设法设计出了一种能产生强大冲击力的设备，尽管它比纳米还薄，大约是针头宽度的一百万倍，但我们还是成功地设计出了一种能够产生强大冲击力的设备，尽管它比纳米还薄，大约比针头的宽度小一百万倍。

除了缩小，超薄原型还为更有效的运动探测器、微光成像和潜在更快的光纤通信打开了可能性。

Krishnamurthi说，生物医学成像设备中较小的光电探测器可以在放射治疗期间导致更精确的癌细胞靶向。

与我们今天拥有的笨重的设备相比，缩小这项技术还可以帮助交付更小、更便携的系统，这些系统可以很容易地带入。

光电探测器的多功能性和实用性在很大程度上取决于三个因素：它们的工作速度，它们对较低水平的光的灵敏度，以及它们能探测到多少光谱。

通常，当工程师试图改善光电探测器在这些领域中的一个方面的能力时，至少有一个其他能力已经减弱。

想象一下一个三明治，你有面包、黄油、奶酪和另一层面包--不管你有多擅长碾压三明治，它总是有四层厚，如果你去掉一层，质量就会受到影响。

RMIT工程学院的研究人员放弃了堆叠模型，并研究出如何在芯片上使用纳米素层--只有一个原子厚。

重要的是，他们这样做并没有降低光电探测器的速度，低光敏感度或光谱的可见度。

原型设备可以解释从深紫外光到近红外波长的光，使其对比人眼更宽的光谱更敏感。

该团队面临的一个主要挑战是确保光电性能在光电探测器缩小时不会恶化，这是以前阻碍光探测技术小型化的技术瓶颈。

首席研究员苏米特·瓦利亚(Sumeet Walia)副教授表示，所使用的材料一硫化锡成本低，自然资源丰富，对电子产品和光电子产品具有吸引力。

他说，这种材料使该设备在弱光条件下具有极高的灵敏度，适用于各种光谱的微光摄影。

瓦利亚说，他的团队现在正在研究他们的光电探测器的行业应用，这种探测器可以与现有技术(如CMOS芯片)集成。

他说，随着进一步的发展，我们可能会看到一些应用，包括更有效的夜间安全摄像头的运动检测，以及更快、更高效的数据存储。更多信息：用于高性能宽带光电探测器的液态金属合成超薄SnS层，先进材料，doi：10.1002/adma.202004247