據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)5月16日（北京時間）報道，西班牙塞西斯光學(xué)技術(shù)研究所用石墨烯結(jié)合量子點成功研發(fā)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(yù)示了石墨烯在光學(xué)傳感器和太陽能電池領(lǐng)域的新應(yīng)用。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《自然•納米技術(shù)》上。

石墨烯在光電子學(xué)和光電探測應(yīng)用領(lǐng)域極有潛力，具有光譜帶寬廣、響應(yīng)迅速的優(yōu)點，但缺點是光吸收能力弱，缺乏產(chǎn)生多倍載荷子的增益機制。目前的石墨烯光電探測器響應(yīng)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(zhuǎn)向了量子點。量子點是一種納米晶體，能根據(jù)自身大小吸收不同波長的光。從本質(zhì)上講，光電探測器是一種把少量光轉(zhuǎn)化為微小電流的設(shè)備，通過檢測電流來確定有多少光進(jìn)入了設(shè)備，或者直接用該電流產(chǎn)生其他反應(yīng)，比如輔助產(chǎn)生攝影圖像。

為了制造光電探測器，研究小組首先用標(biāo)準(zhǔn)的膠帶法剝離出一層石墨烯作底片，用納米印刷術(shù)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(xiàn)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(jīng)多次試驗，終于使內(nèi)量子效率達(dá)到了25%。在探測器中，量子點層中的光強烈而且可調(diào)，生成的電荷傳導(dǎo)到石墨烯，在此電流多次巡回，響應(yīng)度達(dá)到了107A/W。

研究人員還指出，在這種光電探測器基礎(chǔ)上，還能造出更多新設(shè)備，如數(shù)字?jǐn)z像機、夜視鏡以及其他多種傳感器設(shè)備。