En forskargrupp ledd av prof. LI Jia och prof. XU Xuefeng från Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) vid den kinesiska vetenskapsakademin, tillsammans med prof. YANG Dexing från Northwestern Polytechnical University, utvecklat en mycket lyhörd fuktsensor i helfiber med en ultrasnabb svarstid så snabbt som 7ms.

Fuktighet, koncentrationen av vattenånga i luften, är ett viktigt referensvärde i många aspekter av livet och produktionen.

Fiberoptik erbjuder en betydande fotonisk strategi för högpresterande avkänningseffekt. Förutom de inneboende fördelarna med fiberoptik, såsom kompakt storlek, lättvikt, immunitet mot elektromagnetiska störningar, låg kostnad, och hög tillförlitlighet, de fiberbaserade optiska sensorerna lovar hög känslighet, snabbt svar, och in-line beslutsamhet också.

Forskarna integrerade svart fosfor (BP) nanoark med etsad single-mode fiber (ESMF), som skilde sig från traditionella transistorbaserade BP-fuktighetssensorer.

Enkelmodsfibern belades direkt med BP nanosheets. Ljuset passerade genom fiberkärnan och gav en evanescent våg som trängde in i BP-beläggning, vilket leder till en stark ljus-materia-interaktion för fuktdetektering och realiserar mycket känslig fuktsensor.

"Denna enhet utnyttjar fördelarna med känslighet och snabb respons från både fiberoptik och svart fosfor på miljöförändringar, " sa Prof. LI. "Vi hoppas att vårt arbete kan tillhandahålla en helt optisk avkänningsplattform för högpresterande fuktavkänning, och öppna upp nya möjligheter för potentiella ång-/gasavkänningsapplikationer inom biomedicinska, kemi- och miljövetenskap."

Studien publicerades i physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters .