耶拿弗里德里希·席勒大学 博士生Quyet Ngo研究由2D材料功能化的光纤
学分:延斯·迈耶/耶拿大学 自从2010年诺贝尔物理学奖授予石墨烯研究以来，二维材料——具有原子厚度的纳米片——一直是科学界的热门话题
这种巨大的兴趣是由于它们杰出的性能，这些性能具有广泛应用的巨大潜力
例如，结合光纤，二维材料可以在传感器、非线性光学和量子技术领域实现新的应用
然而，到目前为止，将这两个组件结合起来是非常费力的
典型地，原子薄层在用手转移到光纤上之前必须单独生产
与澳大利亚同事一起，耶拿研究人员现在首次成功地在光纤上直接生长二维材料
这种方法极大地方便了这种混合动力车的制造
这项研究的结果最近发表在著名的材料科学杂志《先进材料》上
通过与技术相关的程序实现增长 “我们将过渡金属二元化合物——一种具有优异光学和光子特性的二维材料，例如，它与光有很强的相互作用——整合到特别开发的玻璃纤维中，”Dr
耶拿大学的福尔克·艾伦伯格和德国弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所
纳米光子学领域的专家艾伦伯格说:“与过去不同，我们没有手工应用半纳米厚的薄片，而是直接在纤维上生长。”
“这种改进意味着二维材料可以更容易地大规模集成到光纤中
我们还能够证明玻璃纤维中的光与其涂层有很强的相互作用
“这种智能纳米材料的实际应用已经不远了
这一成功的取得归功于耶拿大学物理化学研究所克服了以前的障碍而发展起来的成长过程
“通过分析和控制生长参数，我们确定了二维材料可以直接在纤维中生长的条件，”耶拿二维材料专家教授说
安德烈·图尔恰宁解释了基于化学气相沉积技术的方法
其中，超过700摄氏度的温度是二维材料生长所必需的
混合材料平台 尽管温度如此之高，光纤仍可用于直接化学气相沉积生长:“用作衬底的纯石英玻璃能非常好地承受高温
它的耐热温度高达2000摄氏度
马库斯·阿
莱布尼茨光子技术研究所的施密特发明了光纤
“他们的小直径和灵活性使各种各样的应用成为可能，”施密特补充说，他也是耶拿大学的光纤教授
二维材料和玻璃纤维的结合创造了一个融合两者优点的智能材料平台
“由于玻璃纤维与二维材料的功能化，光和材料之间的相互作用长度现在已经显著增加，”博士说
安东尼·乔治，他正与图尔恰宁一起开发新型二维材料的制造方法
传感器和非线性光转换器 该团队设想了新开发的材料系统在两个特定领域的潜在应用
首先，材料组合对于传感器技术是非常有前途的
例如，它可以用于检测低浓度的气体
为此，通过光纤发出的绿光从用二维材料功能化的光纤区域的环境中获取信息
当外部影响改变二维材料的荧光特性时，光改变颜色并以红光的形式返回到测量设备
由于纤维非常细，基于这种技术的传感器也可能适用于生物技术或医学
其次，这种系统也可以用作非线性光转换器
由于其非线性特性，混合光纤可用于将单色激光转换成白光，用于生物学和化学中的光谱学应用
耶拿的研究人员还设想了量子电子学和量子通信领域的应用
卓越的跨学科合作 参与这一发展的科学家强调，该项目的成功主要归功于耶拿各研究所之间非同寻常的跨学科合作
以图林根研究小组“2-D-Sens”和弗里德里希·席勒大学“非线性光学下至原子尺度”合作研究中心为基础，耶拿大学应用物理研究所和物理化学研究所的专家；大学光子学阿贝中心；弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所；和莱布尼茨光子技术研究所正与澳大利亚的同事合作进行这项研究
“我们为这个项目带来了不同的专业知识，我们对取得的成果感到高兴，”艾伦伯格说
“我们相信，我们开发的技术将进一步加强图林根州作为工业中心的地位，其重点是光子学和光电子学，”图尔恰宁补充道
跨学科团队的发明专利申请最近已经提交
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