美国物理研究所 基于黑磷硅混合平台的片上中红外系统原理图
无源硅光子层用于引导中红外光，而黑磷在光发射、调制和检测中起主动作用
信用:董 许多使用中红外技术的紧凑型系统在与传统电子设备集成时继续面临兼容性问题
由于在光子电路中的广泛应用，黑磷因克服这些挑战而受到关注
发表在《应用物理学评论》上的研究强调了这种材料在从医学成像到环境监测等新兴设备中的潜力
新加坡国立大学的科学家回顾了到目前为止研究将黑磷用于下一代光电子芯片的科学工作
在论文中，该小组评估了芯片不同组件的进展，从光探测到激光发射
“将波长从近红外扩展到中红外能够实现通信和计算之外的更多样化的功能，”作者卡-威昂说
“传感是中红外最重要的潜在应用之一，因为它将我们生活的现实世界与芯片上的虚拟系统连接起来
" 黑磷作为一种二维材料，通过各种方式实现了它有前途的多功能性
这些特点使得它在光电子领域很有吸引力，在光电子领域，使用传统的电子芯片传递的信息与使用光子传输信息的新兴技术相结合
除了热成像用途之外，中红外技术还可以用于识别分子“指纹”，或者利用中红外波长的独特特征来分析三维结构和运动，以区分人造物体和自然物体
“如果我们能够实现一个紧凑的中红外系统，我们可能能够用手持设备中的一个小芯片实现应用，比如健康监测和有毒气体检测，”昂说
通过改变层数、施加垂直电场和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节到器件所需的水平
这种精确的调谐有助于更快的计算和数据通信以及微弱信号检测和频谱分析所需的电光调制
尽管前景看好，但大规模生产原子层厚的黑磷仍然具有挑战性
“我们通常依靠胶带剥离来获得薄膜黑磷，这不是一个完全可重复的过程，”昂说
“如果实现大规模增长，将是推进黑磷技术的一个突破
" Ang希望这篇综述有助于在未来几年内巩固黑磷作为下一代光电子器件的重要材料，并希望继续致力于高性能和紧凑的电路原型
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