Detecção de gás ultrassensível potencializada pela sinergia do grafeno e da dinâmica do sub-pente
Incorporação e princípio de operação da detecção de subpente sensibilizada com grafeno. Crédito:Yupei Liang, Mingyu Liu, Fan Tang, Yanhong Guo, Hao Zhang, Shihan Liu, Yanping Yang, Guangming Zhao, Teng Tan, Baicheng Yao Desde o início do microcomb, cuja geração depende da não linearidade de Kerr no microrressonador, o estado coerente do soliton tem atraído intensa pesquisa. Embora a operação das saídas do subcomb seja simples, como um estado de pente não coerente, foi frequentemente negligenciado nas técnicas anteriores.
Com sensibilização ao grafeno, este dispositivo de detecção heteródina sub-pente exibe uma resposta excepcional à adsorção molecular de gás, alcançando limites de detecção de 1,2 ppb para H2 Gás S e 1,4 ppb para SO2 gás, respectivamente.
A pesquisa, liderada pelo professor Baicheng Yao da Universidade de Ciência e Tecnologia Eletrônica da China (UESTC), sinergiza a formação de pente flexível, detecção heteródina de deslocamento direto e optoeletrônica de grafeno, levando a um sensor de gás em miniatura ultrassensível e de fácil operação. O trabalho, intitulado "Aproveitando a dinâmica do sub-pente em um microressonador sensibilizado com grafeno para detecção de gás", foi publicado na Frontiers of Optoelectronics. .
Essa exploração não apenas oferece uma configuração simples do sistema, mas também estabelece um novo padrão para detecção optoeletrônica conveniente. Olhando para o futuro, além da sua aplicação na detecção de gases baseada em microesferas, a abordagem interdisciplinar mostra-se promissora no fornecimento de soluções independentes de plataforma para uma gama mais ampla de aplicações de detecção, incluindo detecção bioquímica no chip e geração e controle de sinais de microondas fotônicos.
Pesquisadores liderados pelo Prof. Baicheng Yao estão interessados em sensores de fibra óptica e pente de frequência, onde o tamanho em miniatura e o pente de frequência dos sensores de fibra apresentam exatidão e estabilidade superiores.
A ideia deles é começar aproveitando a dinâmica de formação do estado sub-pente, que pode ser facilmente acessado e oferece farol constante e detectável para detecção de gás. Sob o efeito de sensibilização do grafeno, o farol é ativado e apresenta resposta excepcional para analitos.
