光電探測器指由輻射引起被照射材料電導率發生改變,使光信號轉換為電信號的光學傳感器。石墨烯光電探測器為新型光電探測器,其以石墨烯為基材,具有成像能力強、光譜探測范圍寬、靈敏度高等優勢,在環境監控、醫療衛生、軍事、光通信等領域擁有廣闊應用前景。根據響應機制不同,石墨烯光電探測器可分為基于光電導效應、基于光伏效應、基于光柵控效應、基于光輻射熱效應的石墨烯光電探測器。
石墨烯具有優異力學、電學及光學特性,在半導體器件、晶體管、傳感器、電池電極材料等產品中應用廣泛。化學氣相沉積法、氧化還原法、取向附生法、赫默法、機械剝離法以及碳化硅外延法為石墨烯主要制備方法。在生產光電探測器時,將石墨烯條置于二氧化硅層上,能夠用來捕捉入射光子,并將其轉換成電信號。我國石墨礦儲量豐富,石墨烯材料產量增長迅速,為石墨烯光電探測器行業發展提供有利條件。
根據新思界產業研究中心發布的《
2023-2028年石墨烯光電探測器行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示,石墨烯光電探測器可應用范圍極廣。在醫療衛生領域,石墨烯光電探測器能夠提高可植入設備以及醫療可穿戴傳感器的性能;在軍事領域,石墨烯光電探測器可用于制造激光武器、地面無人車、裝甲戰車等,能夠對崎嶇地形進行探索、還能幫助使用者發現并解除爆炸物。未來隨著生產研發技術不斷突破,石墨烯光電探測器應用范圍將進一步擴大。
目前石墨烯光電探測器行業尚處于研發階段,尚未實現規模化生產及應用。全球石墨烯光電探測器企業及相關科研機構包括芬蘭Emberion公司、美國國家材料科學研究所(NIMS)、美國加州大學薩繆工程學院、日本電報電話公司(NTT)、中國電子科技集團公司、清華大學、天津大學天津納米顆粒與納米系統國際研究中心等。2022年日本NTT公司與美國NIMS合作,實現了石墨烯光電探測器超快速零偏壓運行。
新思界
行業分析人士表示,石墨烯光電探測器在眾多領域擁有廣闊應用前景,行業發展態勢較好。目前,石墨烯光電探測器行業尚處于起步階段,未來隨著生產研發技術不斷突破,其產業化進程將進一步加快。近年來,全球各國紛紛布局石墨烯光電探測器研發賽道,為行業發展奠定良好基礎。