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近日，中國科學院深圳先進技術研究院研究員呂建成、喻學鋒與英國班戈大學教授陳險峰等合作，成功研制出首個基于黑磷的光纖化學傳感器，實現對重金屬離子的超靈敏檢測。

研究團隊通過將黑磷和傾斜光纖光柵相結合，揭示了黑磷納米層獨特的光學調制作用，借助于傾斜光柵這種獨特的光學結構，構建成新型的超靈敏化學傳感器。在該項研究中發展了一種原位層疊的修飾技術，將黑磷納米片高效地附著在光纖器件表面，不同厚度的黑磷納米層展現出對光信號獨特的調制性。通過這一特性，該黑磷光纖傳感器能夠在亞ppb濃度水平檢測到重金屬鉛離子，具有超高的靈敏度、超低的檢測限，以及廣闊的濃度檢測范圍。黑磷新型光纖傳感器的成功研發，將為化學和生物傳感提供一個優越的光學檢測平臺，從而推動黑磷化學生物傳感器的應用研究進程。

圖 a）：黑磷傾斜光纖光柵器件及其光學調制示意圖，b）：重金屬離子檢測的實驗步驟，

c）：不同重金屬離子濃度下TM模式共振的光譜圖，d）：不同重金屬離子濃度下光譜的共振強度

目前，相關研究成果已發表于Sensors and Actuators B： Chemical。該研究得到了國家自然科學基金、歐盟“第七框架計劃”等的資助。