حسگرهای مبتنی بر گرافن، دیگر مواد دو بعدی و سیستم های ترکیبی

گرافن و بقیه مواد دو بعدی، مانند فلز گذار dichalcogenide، به سرعت به عنوان بلوک‌های ساختاری جذاب برای کاربردهای اپتوالکترونیک، همراه با تمرکز قوی روی پلتفرم‌های مختلف تشخیص نور، خود را به اثبات رسانده‌اند. تطبیق‌پذیری این سیستم‌های مواد، کاربرد آن‌ها را در نواحی شامل تشخیص بسیار سریع و با حساسیت بالای نور در رنج فرکانسی ماوراء بنفش، نور مرئی، مادون قرمز و تراهرتز، امکان‌پذیر می‌کند. این حسگرها همانند تکنولوژی‌های الکترونیک و فوتونیک سیلیکون، می‌توانند با دیگر اجزای فوتونیک مبتنی بر همان مواد، در کنار یکدیگر قرار گیرند. در اینجا، حسگرهای نوری مبتنی بر گرافن مدرن، سایر مواد دوبعدی و سیستم‌های هیبرید مبتنی بر ترکیب بلورهای دو بعدی مختلف یا بلورهای دو بعدی و دیگر مواد (نانو)، مانند نانوذرات پلاسماسون، نیمه هادی ها، نقاط کوانتومی یا ادغام آنها با موجکهای سیلیکون را مرور و ارزیابی می‌کنیم.

Graphene and other two-dimensional materials, such as transition metal dichalcogenides, have rapidly established themselves as intriguing building blocks for optoelectronic applications, with a strong focus on various photodetection platforms. The versatility of these material systems enables their application in areas including ultrafast and ultrasensitive detection of light in the ultraviolet, visible, infrared and terahertz frequency ranges. These detectors can be integrated with other photonic components based on the same material, as well as with silicon photonic and electronic technologies. Here, we provide an overview and evaluation of state-of-the-art photodetectors based on graphene, other two-dimensional materials, and hybrid systems based on the combination of different two-dimensional crystals or of two-dimensional crystals and other (nano)materials, such as plasmonic nanoparticles, semiconductors, quantum dots, or their integration with (silicon) waveguides.