Sort fosfor fremtid i 3D-analyse, molekylært fingeraftryk

Mange kompakte systemer, der anvender mid-infrarød teknologi, står stadig over for kompatibilitetsproblemer, når de integreres med konventionel elektronik. Sort fosfor har vakt opmærksomhed for at overvinde disse udfordringer takket være en lang række anvendelser i fotoniske kredsløb.

Forskning offentliggjort i Anvendt fysik anmeldelser fremhæver materialets potentiale for nye enheder lige fra medicinsk billeddannelse til miljøovervågning.

Forskere fra National University of Singapore gennemgik det videnskabelige arbejde, der hidtil er udført, med henblik på at bruge sort fosfor til næste generations optoelektronikchips. I avisen, gruppen vurderer fremskridt i forskellige komponenter i chipsene, fra lysregistrering til laseremission.

"Udvidelse af bølgelængden fra nær-infrarød til mellem-infrarød muliggør mere diversificerede funktioner ud over kommunikation og computing, "sagde forfatteren Kah-Wee Ang." Sensing er en af ​​de vigtigste potentielle applikationer inden for melleminfrarød, da det tjener til at forbinde den virkelige verden, vi lever i, til det virtuelle system på chip. "

Sort fosfor opnår sin lovende alsidighed på de forskellige måder, det kan manipuleres som et 2-D-materiale. Disse funktioner gør det attraktivt inden for optoelektronik, hvor information formidlet ved hjælp af konventionelle elektronbaserede chips kombineres med ny teknologi, der bruger fotoner til at overføre information.

Går ud over termisk billeddannelse, midt-infrarød teknologi kan anvendes til at identificere molekylære "fingeraftryk" eller bruge unikke egenskaber ved de mellem-infrarøde bølgelængder til at analysere 3D-strukturer og bevægelser for at skelne menneskeskabte objekter fra naturlige.

"Hvis vi kunne realisere et kompakt mellem-infrarødt system, vi kan muligvis aktualisere applikationer, såsom sundhedsovervågning og påvisning af giftig gas, med en lille chip i en håndholdt enhed, "Sagde Ang.

Ved at ændre antallet af lag, anvende et lodret elektrisk felt og indfører kemisk doping med relativ lethed, materialet kan effektivt indstille elektronenerginiveauer til en enheds ønskede behov. Denne præcise tuning kan være medvirkende til den elektro-optiske modulering, der ville være nødvendig for hurtigere computing og datakommunikation, samt svag signalregistrering og spektrumanalyse.

På trods af sit løfte, udbredt produktion af atom-tykke lag af sort fosfor er stadig udfordrende.

"Vi stoler ofte på eksfoliering med tape for at opnå tyndfilm sort fosfor, hvilket ikke er en fuldstændig gentagelig proces, "Ang sagde." Stor vækst, hvis opnået, ville være et gennembrud for at fremme sort fosforbaseret teknologi. "

Ang håber, at anmeldelsen hjælper med at cementere sort fosfor som et væsentligt materiale i næste generations optoelektroniske enheder i de kommende år og ser ud til at fortsætte arbejdet mod højtydende og kompakte kredsløbsprototyper.