水與氧化石墨烯(GO)之間的相互作用,包括水的吸附與解吸,已被廣泛用于證明水-電能之間的轉(zhuǎn)換(MEET)。這里,通過利用源于氧化石墨烯膜(帶含氧基團(tuán))的紅外(IR)光刺激水解吸,證明了一種自驅(qū)動(dòng)的紅外檢測方法,可以將紅外光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。其溫度靈敏度達(dá)到4.2 mK。隨著材料和結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化,如此設(shè)計(jì)的自驅(qū)動(dòng)紅外檢測儀可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的性能。該檢測機(jī)制涉及到紅外/熱效應(yīng),它與蒸氣分子和固體材料之間的相互作用有關(guān),該檢測方法在熱檢測、熱能轉(zhuǎn)換和化學(xué)傳感等領(lǐng)域也有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
Figure1. (a)自驅(qū)動(dòng)紅外檢測示意圖,(b)含氧官能團(tuán)梯度分布示意圖,(c)g-GOF暴露在水蒸氣(接近飽和壓力下),然后暴露在紅外光刺激下的示意圖。
Figure 2. 制備的GO和構(gòu)建的g-GOF的表征。(a)GO的AFM圖,(b)GOF的FTIR轉(zhuǎn)換圖,(c)g-GOF覆蓋的Au電極的光學(xué)圖,(d)O/C原子比例的線性掃描EDS譜。
Figure 3. g-GOF基檢測系統(tǒng)對(duì)于△RH的電響應(yīng)。
Figure 4.g-GOF對(duì)于IR的電學(xué)及溫度響應(yīng)。(a)在水蒸氣近飽和壓力下,g-GOF對(duì)于IR的電響應(yīng),(b)在干燥氮?dú)夥諊拢琯-GOF對(duì)于IR的電響應(yīng)。
該研究工作由上海交通大學(xué)Tao Deng聯(lián)合Wen Shang課題組于2020年發(fā)表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文:Self-powered infrared detection using a graphene oxide film