據物理學家組織網5月16日（北京時間）報道，西班牙塞西斯光學技術研究所用石墨烯結合量子點成功研發出一種混合型光電探測器，靈敏度是其同類探測器的10億倍。研究人員指出，該研究預示了石墨烯在光學傳感器和太陽能電池領域的新應用。相關論文發表在最新一期《自然•納米技術》上。
石墨烯在光電子學和光電探測應用領域極有潛力，具有光譜帶寬廣、響應迅速的優點，但缺點是光吸收能力弱，缺乏產生多倍載荷子的增益機制。目前的石墨烯光電探測器響應度（一定波長的光在入射功率作用下的輸出電流）在0.01A/W以下。
研究人員解釋說，所需要的是一種迫使更多光被吸收的方法，石墨烯吸收光的效率僅為3%。為了提高光吸收率，他們轉向了量子點。量子點是一種納米晶體，能根據自身大小吸收不同波長的光。從本質上講，光電探測器是一種把少量光轉化為微小電流的設備，通過檢測電流來確定有多少光進入了設備，或者直接用該電流產生其他反應，比如輔助產生攝影圖像。
為了制造光電探測器，研究小組首先用標準的膠帶法剝離出一層石墨烯作底片，用納米印刷術在上面印上微小的黃金電極，然后用噴霧瓶將硫化鉛晶體噴在上面。這些膠狀晶體包含了各種大小的顆粒，幾乎能吸收所有波長的光。他們用不同波長的光來照射探測器，檢測其電阻和電量。
在制造量子點時，要保證在量子點和石墨烯之間實現配位體交換最大化，最大困難是找到合適的材料組合。研究人員說，他們經多次試驗，終于使內量子效率達到了25%。在探測器中，量子點層中的光強烈而且可調，生成的電荷傳導到石墨烯，在此電流多次巡回，響應度達到了107A/W。
研究人員還指出，在這種光電探測器基礎上，還能造出更多新設備，如數字攝像機、夜視鏡以及其他多種傳感器設備。
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