元素百科为您介绍科学家开发的黑磷光纤传感器。近日，中国科学院深圳先进技术研究所研究员吕建成、余学峰与班戈大学教授陈保峰合作，成功开发了第一台基于黑磷的光纤化学传感器，实现了对重金属离子的超敏感检测。
倾斜光纤光栅是一种新型的光纤设备。大角度倾斜光栅结构可以将光纤芯光学基模向前耦合到光纤包层中，在特定波长中形成一系列离散谐振峰，光耦合会随着外部媒体折射率的变化而变化。因此，倾斜光纤光栅是一种非常适合传感应用的光子器件。黑磷是近年来广泛关注的一种二维半导体材料，具有独特的二维平面结构、超高的比表面积、许多活性位点，以及广泛的红外光谱响应范围，在光学检测中具有巨大的应用前景。
在本研究中，研究小组首次将黑磷与倾斜光纤光栅相结合，揭示了黑磷纳米层独特的光学调节功能，并在倾斜光栅独特的光学结构的帮助下构建了一种新型的超灵敏化学传感器。本研究开发了一种原位层装饰技术，有效地将黑磷纳米片附着在光纤设备表面，不同厚度的黑磷纳米层显示出光信号的独特调节。利用这一特性，黑磷光纤传感器可以在亚ppb浓度水平上检测到重金属铅离子，具有超高的灵敏度、超低的检测限制和广泛的浓度检测范围。新型黑磷光纤传感器的成功研发将为化学和生物传感器提供一个优越的光学检测平台，从而促进黑磷化学生物传感器的应用和研究过程。
Sensorss发表了相关研究成果 and Actuators B: Chemical。该研究得到了国家自然科学基金和欧盟“第七框架计划”的资助。
