【洞察】石墨烯光电探测器应用前景广阔 全球研发热情较高

光电探测器指由辐射引起被照射材料电导率发生改变,使光信号转换为电信号的光学传感器。石墨烯光电探测器为新型光电探测器,其以石墨烯为基材,具有成像能力强、光谱探测范围宽、灵敏度高等优势,在环境监控、医疗卫生、军事、光通信等领域拥有广阔应用前景。根据响应机制不同,石墨烯光电探测器可分为基于光电导效应、基于光伏效应、基于光栅控效应、基于光辐射热效应的石墨烯光电探测器。

石墨烯具有优异力学、电学及光学特性,在半导体器件、晶体管、传感器、电池电极材料等产品中应用广泛。化学气相沉积法、氧化还原法、取向附生法、赫默法、机械剥离法以及碳化硅外延法为石墨烯主要制备方法。在生产光电探测器时,将石墨烯条置于二氧化硅层上,能够用来捕捉入射光子,并将其转换成电信号。我国石墨矿储量丰富,石墨烯材料产量增长迅速,为石墨烯光电探测器行业发展提供有利条件。

根据新思界产业研究中心发布的《2023-2028年石墨烯光电探测器行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,石墨烯光电探测器可应用范围极广。在医疗卫生领域,石墨烯光电探测器能够提高可植入设备以及医疗可穿戴传感器的性能;在军事领域,石墨烯光电探测器可用于制造激光武器、地面无人车、装甲战车等,能够对崎岖地形进行探索、还能帮助使用者发现并解除爆炸物。未来随着生产研发技术不断突破,石墨烯光电探测器应用范围将进一步扩大。

目前石墨烯光电探测器行业尚处于研发阶段,尚未实现规模化生产及应用。全球石墨烯光电探测器企业及相关科研机构包括芬兰Emberion公司、美国国家材料科学研究所(NIMS)、美国加州大学萨缪工程学院、日本电报电话公司(NTT)、中国电子科技集团公司、清华大学、天津大学天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心等。2022年日本NTT公司与美国NIMS合作,实现了石墨烯光电探测器超快速零偏压运行。

新思界行业分析人士表示,石墨烯光电探测器在众多领域拥有广阔应用前景,行业发展态势较好。目前,石墨烯光电探测器行业尚处于起步阶段,未来随着生产研发技术不断突破,其产业化进程将进一步加快。近年来,全球各国纷纷布局石墨烯光电探测器研发赛道,为行业发展奠定良好基础。

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