碳基纳米材料例如碳纳米管（CNT）和石墨烯，由于其独特的光学和电子特性，对于高性能全碳光电探测器具有巨大的应用潜力。这里，将CNT沉积在单层石墨烯（带有侧面抛光光纤）组装了CNT/石墨烯杂化薄膜，实现了一种新颖的全光纤集成光电探测器。由于CNT极大增强了石墨烯与纤维之间的相互作用，该光电探测器在可见光和红外区域显示出极高的光响应。特别是在1550 nm处，光响应约为1.48×10⁵ A/W，是没有CNT时的6.5倍。这些发现提供了一种高度普适，可重现和低成本的平台，以集成新奇的零维，一维和二维材料到光纤上并提供更复杂的功能。
 
Figure1. 碳纳米管-石墨烯全纤维集成光电探测器。（a）基于SPF上的CNT/石墨烯杂化膜（上面沉积有相互交叉的金属手指）的宽带AFIP示意图,（b）沿SPF方向通过显微镜测量了残留厚度,（c）SEM图显示了SPF的平面区域,（d）SEM图像显示了SPF的横截面。
 

Figure 2. AFIP的拉曼位移。（a）AFM测试结果呈现了CNT尺寸大小（插图），（b）石墨烯（蓝线），CNT（黑线）和CNT-石墨烯杂化物（红线）的拉曼光谱，（c）RBM的放大拉曼光谱。

 
Figure 3. AFIP的光响应。AFIP在1550 nm波长下于不同光功率时的（a）光电流和（c）响应曲线，AFIP随光功率变化时的（ b）光电流和（d）响应情况。光电流低于1 nW区域被线性拟合（红线）。
 

Figure 4. AFIP的传输响应。分别在（a）1310，（c）1520和（e）1620 nm时的6个周期开/关操作中随时间变化的光电流。（b，d，f）放大的光电流视图，决定了平均上升和下降时间分别为83和84 ms， （g）AFIP在不同源漏电压操作下随时间变化的光电流，（h）AFIP和其他全碳光电探测器在红外波段时的响应及响应速度比较。
 
      该研究工作由光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室Jianhui Yu课题组于2020年发表在Nanoscale期刊上。原文：Broadband all-fiber integrated graphene photodetector with CNTenhanced responsivity。

摘自《石墨烯杂志》公众号：