印度孟買理工學院（IIT-B）的一組研究人員開發了超薄的下一代光學傳感器原型，該原型可用于生物成像，可穿戴電子設備，環境監測，國防和電信等應用。

諸如光電探測器之類的光學傳感器可以將光線轉換成電子信號。這些傳感器被用作電信中的光開關，用于在國防和生物醫學設備中捕獲圖像，用于污染控制的有毒氣體監測器以及用于可再生能源發電的光伏電池。

然而，當前使用的常規光學傳感器是由厚硅或III-V族化合物半導體制成的，耗電較大。因此，它們很難在新興應用中使用，例如可穿戴設備，柔性電子產品以及用于物聯網（IoT）的多傳感器網絡。

因此，由IIT-B電氣工程學教授Saurabh Lodha領導的研究人員設計了一種超薄光學傳感器的原型，該原型使用類石墨烯的二維（2D）材料制成，該材料具有很高的光學靈敏度并且還可以發電。由于這些2D材料具有出色的電子，機械和光學特性，因此克服了常規光學傳感器的局限性。

他們的研究發表在美國化學學會月刊同行評審期刊《納米快報》上。

“在開始進行原型設計之前，我們進行了數輪理論計算。材料的厚度至關重要。我們發現，石墨烯族中的兩種特定材料以適當的厚度相互堆疊時，會形成異質結，從而產生出色的光電性能，并能夠從可見光到紅外光進行寬帶光檢測，這是無法實現的。該項目的主要研究人員Lodha說。

“ IIT-B的最新工作引起了設備界的極大興趣；有望為該領域提供一個新的方向，因為它利用了兩種不同的2D材料（僅幾原子層薄）的交界處的光敏和能量收集潛力。納米科學與工程中心（CeNSE）助理教授Digbijoy Nath說，我們將其稱為“層間帶隙”，據我所知，沒有人對它進行過研究或報道過，以證明其具有可觀的太陽能電池性能和超快光電探測器。班加羅爾的印度科學研究所（IISc）不在研究范圍之內。

理論計算是在IIT-B進行的，澳大利亞莫納什大學（Monash University）提供了投入，原型機是在IIT-B的納米加工工廠制造的。該研究的第一作者，博士生Abin Varghese說，與孟買的塔塔基礎研究所合作，對傳感器的關鍵理論預測進行了實驗驗證。

“使用低維材料進行光電檢測的大多數研究都集中于增強一個或兩個性能參數，通常以其他指標為代價。但是，正是這種異質結構平臺的多功能卓越性使其前景廣闊，使我們更接近于實際技術。” Lodha說。

“將來，我們計劃使用晶圓級材料生長技術將這項工作從實驗室推廣到晶圓廠。然后，我們計劃整合光學，氣體和熱傳感器，以構建節能的物聯網傳感器網絡。”