光電探測器是將光攜帶的信息轉(zhuǎn)換為電子電路和計算機能夠處理的電信號的元器件。光電探測器是電視遙控器和光學(xué)運動感測設(shè)備等日常設(shè)備的常用元件，也是許多人工智能（AI）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的關(guān)鍵元器件。不過，數(shù)據(jù)中心和通信應(yīng)用是對光電探測器需求最大、增長速度最快的市場。數(shù)據(jù)中心每年部署千萬顆光電探測器，才能滿足計算技術(shù)對存儲空間不斷增長的需求。

德雷塞爾大學(xué)（Drexel University）的研究人員開發(fā)了一種簡單的旋涂法，用MXene材料制作光電探測器，MXene材料可以滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對器件的生產(chǎn)需求。

上述行業(yè)的發(fā)展引發(fā)了對光電探測器需求量的激增。但光電探測器的制造，需要昂貴的材料（例如金和鈦）和資本密集型設(shè)備，后者才能提供高度受控的工藝條件，但維護成本昂貴。

MXene材料示意圖

注：MXene是一類新型碳/氨化物二維納米層狀材料，一般是利用化學(xué)刻蝕的手段通過選擇性刻蝕掉前驅(qū)體MAX相中的A原子層而得到。其通式可表示為Mn+1XnTx，其中M代表早期過渡族金屬，X代表碳和/或氨，Tx代表MXene在刻蝕過程中產(chǎn)生的附著在其表面的官能團（-OH、-F等）。在復(fù)合材料、潤滑劑、環(huán)境污染治理、電池、電容器、催化、傳感器、抗菌等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。

最近發(fā)表在期刊Advanced Materials上的研究表明，該小組展示了如何用半透明薄層MXene材料代替金（Au），在提高生產(chǎn)工藝能力的同時，性能水平有望超過當(dāng)前表現(xiàn)最佳的光電探測器。

德雷塞爾大學(xué)工程學(xué)院的助理研究員，該論文的合著者Pouya Dianat博士說：“這是一項重要的進展。因為到2024年，預(yù)計全球光電探測器的市場規(guī)模將達到20億美元，因此迫切需要增加制備光電探測器的工藝流程選擇，并找到更多的可持續(xù)材料?！?