【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，瑞典查爾默斯理工大學(xué)開發(fā)出一種新型的化學(xué)納米傳感器，這種技術(shù)得益于對(duì)原子層厚度納米材料的研究，而這種材料對(duì)周圍環(huán)境極其敏感。
這種傳感器是用過渡金屬二硫化物制備的，這種材料與光能發(fā)生很強(qiáng)的相互作用，被視為新型傳感器材料，同時(shí)制成薄膜時(shí)又具有理想的比表面積。相關(guān)的研究成果發(fā)表在Nature Communication上。
查爾默斯大學(xué)的Ermin Malic表示：“利用我們的方法可以制作出快速、、的傳感器。將來這種技術(shù)可以用于制造環(huán)境研究領(lǐng)域高靈敏度有選擇性的傳感器。”
過渡金屬二硫化物具有寬的直接帶隙，光照時(shí)易于產(chǎn)生電子-空穴束縛態(tài)的激子，可作為的傳感器材料。這些被激發(fā)出來的“明亮”激子受到周圍環(huán)境的影響，因此過渡金屬二硫化物可用于探測周邊環(huán)境。
過渡金屬二硫化物同時(shí)也具有光禁止的“暗”激子態(tài)，研究小組發(fā)現(xiàn)當(dāng)周圍存在有偶極矩的分子時(shí)，這些“暗”激子態(tài)會(huì)轉(zhuǎn)變成“明亮”激子，在光譜上形成一個(gè)明顯的附加峰。
根據(jù)研究小組的描述，這個(gè)效應(yīng)為探測分子提供了便于識(shí)別的光指紋，與傳統(tǒng)的探測方法依賴于峰位的微小變化以及強(qiáng)度改變相比，這個(gè)方法要得多。
研究小組用典型的過渡金屬二硫化物材料二硫化鎢進(jìn)行了測試，結(jié)果表明光指紋現(xiàn)象的確與傳感器材料表明覆蓋的偶極分子數(shù)量有關(guān)。
隨著偶極分子覆蓋度的增加，暗激子對(duì)應(yīng)的峰轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的明亮激子所對(duì)應(yīng)的峰，峰位從能量高的一側(cè)轉(zhuǎn)移到能量低的一側(cè)。這個(gè)效應(yīng)可以用于直接探測暗激子的分布，反之也能探測相應(yīng)偶極分子的分布。
查爾默斯大學(xué)的Maja Feierabend說道：“這個(gè)效應(yīng)為探測空氣環(huán)境提供了新思路。我們的方法比依賴于微小光學(xué)性質(zhì)變化的傳統(tǒng)傳感器更有效。”
(原文標(biāo)題：超薄納米材料提高環(huán)境監(jiān)測靈敏度)
