Drexel大学的研究人员正在使用MXene（一种2D过渡金属碳化物（Ti3C2））制造灵敏度更高的光电探测器，成本大大降低。研究人员用一层薄而透明的MXene层代替了由于其高导电性而通常用于制造光电探测器的金。“制造光电探测器的最大挑战之一是金触点的沉积。除了黄金本身的成本外，制造过程还必须在高温和真空室内进行，这也非常昂贵。”研究人员Kiana Montazeri说。“我们正在用便宜的材料MXene代替黄金，并通过使用台式微调器在特定环境条件下将其沉积来生产光电探测器组件。”研究人员将透明的基于Ti3C2的MXene电极从水性悬浮液中旋涂到砷化镓（GaAs）上，该砷化镓通过光致抗蚀剂进行了图案化，然后用丙酮将其剥离。研究人员说，这种在正常大气条件下进行的薄膜沉积工艺可以很容易地扩大规模，用于大规模生产MXene光电探测器。

德雷克塞尔大学的研究人员开发了一种简单的旋涂方法，用于MXene制造光电探测器，这可以使生产满足数据中心对光电探测器和IoT技术的需求。由德雷塞尔大学提供。

研究人员报告说，就灵敏度而言，他们制造的MXene薄膜光电探测器的性能要比目前的金制器件好四倍。经过测试，基于金和基于MXene的器件均显示出具有可比肖特基势垒高度和内部电场的整流触点。但是，基于MXene的检测器显示出更高的响应度和量子效率，并且暗电流相似，因此显示出更好的动态范围和检测率。与基于金的设备相比，基于MXene的检测器显示出相似的亚纳秒响应速度。该团队使用的制造工艺可以集成到微电子、光子集成电路和硅光子工艺中，从光学传感到激光雷达再到电信，具有广泛的潜在应用，。“这是一个重要的发展，因为到2024年，全球对光电探测器的需求预计将达到20亿美元，因此迫切需要扩大工艺流程，并找到更多的可持续材料用作组件，” Pouya Dianat教授说。

当以多种形式应用时，MXene保持高导电性。由于MXene膜具有导电性，因此可以在传感器的多个组件中使用，从而几乎将光电探测器的整个表面变成一个感应区域，而不会降低其能量效率或性能。Bahram Nabet教授说：“最近，由于多种原因，MXenes引起了人们的兴趣，其中主要的原因是它们可以与水混合制成喷剂和墨水，同时保持导电性。”“使用透明的MXene膜作为光电探测器中的触点具有明显的优势，因为它降低了载流子传输距离和响应度之间的矛盾。”该团队将继续标准化其生产流程，并计划开发稳定MXene组件的方法，以在各种环境和条件下使用。Michel Barsoum教授说：“我们希望这一发现将为在各种光电器件（例如光电二极管和光电晶体管以及使能技术）中使用MXene打开大门。”

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