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石墨烯-钙钛矿纤维光电探测器

应用物理 2025-06-03 v1 介观与纳米尺度物理 材料科学

摘要

将光电探测器(PDs)等光电器件(如晶体管和光电探测器)集成到可穿戴设备和纺织品中,在医疗健康和生理监测等应用中备受关注。这些应用需要可适应身体运动的柔性/可穿戴系统,因此要求材料能贴合非平面表面,并能在机械形变下保持性能。在此,我们制备了结合卷绕石墨烯层与光活性钙钛矿的纤维光电探测器。导电纤维(\sim500Ω\Omega/cm)通过将单层石墨烯(SLG)卷绕在二氧化硅纤维上制成,随后沉积介电层(Al2_{2}O3_{3} 与 parylene C)、另一卷绕 SLG 作为沟道,以及钙钛矿作为光活性组分。所得栅极可调光电探测器响应时间\sim5ms,在 488nm、1V 偏压下的外响应度\sim22kA/W。其外响应度比最先进的可穿戴纤维基光电探测器高两个数量级,响应时间快一个数量级。在 4mm 半径弯曲下,可保持高达\sim80%的光电流。耐洗涤测试显示 30 个循环后初始光电流的\sim72%,在可穿戴应用中前景广阔。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.11450,
  title  = {Graphene-perovskite fibre photodetectors},
  author = {S. Akhavan and A. Taheri Najafabadi and S. Mignuzzi and M. Abdi Jalebi and A. Ruocco and I. Paradisanos and O. Balci and Z. Andaji-Garmaroudi and I. Goykhman and L. G. Occhipinti and E. Lidorikis and S. D. Stranks and A. C. Ferrari},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.11450},
  year   = {2025}
}