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[提交于 2025年8月25日
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标题: 宽带、柔性、与皮肤相容的碳点/石墨烯光电探测器用于可穿戴应用
标题: Broadband, Flexible, Skin-Compatible Carbon Dots/Graphene Photodetectors for Wearable Applications
摘要: 可穿戴光电探测器的发展需要宽带光学灵敏度、机械柔性和皮肤相容性的独特组合,而现有技术很少能同时满足这些要求。 在这里,我们展示了结合所有这些性能的光电探测器。 这是通过将碳点(设计用于扩展的紫外至近红外吸收)与转移到塑料基板上的单层石墨烯相结合来实现的。 与传统的量子点系统不同,我们的碳点在没有有毒重金属的情况下实现了宽谱的紫外至近红外响应。 石墨烯为电荷传输提供了高效的通道,而生物相容性的壳聚糖-甘油电解质则实现了高效、低电压的载流子调制,在约0.5 V栅极偏压下达到最佳性能。 所得到的光电探测器表现出宽带的光电响应,在406 nm处的响应度约为0.19 A/W,在642 nm处的响应度约为0.32 A/W,在785 nm处的响应度约为0.18 A/W。 它们在0.8 cm的弯曲半径下保持一致的性能,并且经过多次循环后几乎没有退化。 此外,使用SkinEthic模型进行的皮肤相容性评估证实了我们设备的无毒性质和直接皮肤接触的适用性。 宽带吸收(400-800 nm)、柔性和皮肤相容性以及低电压操作($<$1.5 V)使我们的光电探测器成为下一代可穿戴光电子器件的有前途的构建模块。
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