香港中文大學（中大）電子工程學系曾漢奇教授和許建斌教授及其科研團隊，最近成功發(fā)明了一項全新的光電檢測器，有效推進高效率低成本紅外光譜技術，可應用于環(huán)境和生物醫(yī)學工程，如監(jiān)測空氣污染和分析人類呼吸疾病標記。研究結果已于昨日最新一期的國際知名學術期刊《自然�X光子學》（Nature Photonics）發(fā)表。

高效低成本紅外光譜技術

在曾、許兩位教授帶領下，科研團隊利用透明膠帶，從石墨中機械剝離出單一碳原子層的石墨烯，并將石墨烯置于硅懸浮薄膜光波導路的頂部，制作出異質結結構的光探測器。該器件在室溫下具有很寬的光譜探測范圍。這項突破性的實驗進展，有望實現(xiàn)高效率、低成本、高集成度的中紅外新一代光探測器。科研團隊證明，利用單層石墨和硅光波導制作的異質結中紅外探測器具有很高靈敏度。整個研究從材料制備、器件設計、制造以至測量，均由中大電子工程學系科研人員獨立完成。

許建斌教授稱：「科研團隊提出并開發(fā)了一種新穎的、用聚焦光柵耦合的中紅外懸浮薄膜波導。通過將石墨烯放置于波導的頂端，器件能夠吸收超過90%的入射光。研究人員并且發(fā)現(xiàn)了兩種不同機制的探測器，使得在近紅外和中紅外波長范圍的產(chǎn)生不同極性的光電流。是次研究推進了中紅外光檢測技術的發(fā)展，有利于在環(huán)境和生物醫(yī)學工程的中推進紅外光譜的應用。

光譜可應用空氣污染監(jiān)測等

科研團隊制作了用于中外光譜探測的新型光探測器。在中紅外（波長從2微米到20微米），氣體分子具有較強的共振吸收峰，可用來檢測微量的氣體濃度（十億分之幾），因此在化學光譜具有很多應用，如空氣污染監(jiān)測、氣體「指紋」檢測、以及分析人類呼吸疾病標記。目前，商用的中紅外探測器通常采用價格昂貴的窄帶隙半導體和含毒的汞化合物，并只可以在低溫條件下操作。

石墨烯是一種二維材料，具有零能隙，因此它具有超寬的光譜帶寬，覆蓋從可見光到太赫茲頻率。將石墨烯集成在硅光學芯片后，光和石墨烯的相互作用增強，并可以顯著提高光學吸收，從而提高光探測器的響應度。

曾漢奇教授為硅光子學領域的專家，已經(jīng)發(fā)表了超過280篇的期刊及會議錄論文。曾教授現(xiàn)時是中大電子工程學系系主任。許建斌教授為納米技術和電子材料領域的資深專家，已經(jīng)發(fā)表了超過300篇的技術論文。他現(xiàn)時是中大材料研究中心主任。