黑磷在3D分析和分子指纹分析中的未来

与常规电子设备集成时，许多使用中红外技术的紧凑型系统仍然面临兼容性问题。由于在光子电路中的各种用途，黑磷克服了这些挑战而赢得了关注。在《应用物理评论》上发表的研究强调了该材料在新兴设备中的潜力，从医学影像到环境监测。

新加坡国立大学的科学家回顾了迄今为止进行的科学研究，研究将黑磷用于下一代光电芯片。在本文中，该小组评估了从光检测到激光发射的芯片不同组件的进展。

作者Kah-Wee Ang说：“将波长从近红外扩展到中红外可以实现通讯和计算以外的更多功能。”“传感技术是中红外领域最重要的潜在应用之一，因为它可以将我们生活中的真实世界连接到片上虚拟系统。”

黑磷可以通过多种方式作为二维材料来实现其有希望的多功能性。这些功能使其对光电子领域具有吸引力，在光电子领域中，使用常规的基于电子的芯片传送的信息与使用光子传输信息的新兴技术相结合。

除了红外热成像用途以外，中红外技术还可以用于识别分子“指纹”，或者使用中红外波长的独特功能来分析3D结构和运动，以区分人造物体与自然物体。

Ang说：“如果我们能够实现一个紧凑的中红外系统，那么我们也许可以使用一个小的芯片来实现诸如健康监测和有毒气体检测之类的应用。”

通过修改层数，施加垂直电场并相对容易地引入化学掺杂，该材料可以有效地将电子能级调整为器件的所需需求。这种精确的调整可能有助于电光调制，这对于更快的计算和数据通信以及微弱的信号检测和频谱分析是必需的。

尽管有其希望，但广泛生产原子厚度的黑磷层仍然具有挑战性。

昂说：“我们经常依靠胶带剥落来获得薄膜黑磷，这不是一个完全可重复的过程。”“如果实现大规模增长，将是推进基于黑磷的技术的突破。”

Ang希望该审查有助于在未来几年中将黑磷固结为下一代光电设备的重要材料，并希望继续致力于高性能和紧凑型电路原型的开发。

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