探测器|中科院大化所新型光热电探测器研究取得新进展
文章图片
近日，中科院大连化物所姜鹏研究员、包信和院士团队在新型光热电探测器开发研究中取得新进展，相关成果发表在《自然-通讯》上 。
光热电探测器是基于光热转换和热电转换两个基本能量转换过程的一种探测器 。当光照射在热电材料的一端时，光能经过光热转换首先转化为热能，从而在热电材料两端建立温差（ΔT） 。在温差的驱动下，载流子会向冷端扩散（即热电转换中的Seebeck效应），进而在材料两端建立电势差 。
【探测器|中科院大化所新型光热电探测器研究取得新进展】光热电探测器具有自供电、非制冷、响应波长范围宽等优点，在光探测、红外热成像、温度监测等军用、民用领域具有重要的应用前景 。
光热电探测器的响应度正比于材料的Seebeck系数（S）和材料两端的ΔT 。传统光热电探测器采用的是Seebeck系数较低（通常小于200μV/K）的传统热电材料，例如Bi2Te3、Sb2Te3等，为了提高响应度，通常需采用微加工工艺来构造阵列结构，这显著增加了制备工艺的复杂性，提高了产品成本 。
研究团队突破传统热电材料体系的限制，采用了具有较高室温Seebeck系数（约1000μV/K）的钛酸锶（SrTiO3），同时借助SrTiO3在长波红外大气窗口（8~14μm）的声子吸收来增强光热转换效率 。结合这两个优势，单个SrTiO3光热电元件在10μm波长附近的响应度可达1.2V/W 。进一步研究表明，SrTiO3光热电探测器的响应波长可从深紫外延伸至远红外，可承受光功率密度可以达到103W/cm2 。
本项研究为开发新型高性能光热电探测器提供了全新的思路 。参比传统光热电探测器，SrTiO3光热电探测器价格便宜，环境友好，耐高温，器件性能优异且制备工艺简单，表明SrTiO3光热电探测器具有广阔的实际应用价值 。（刘万生 陆晓伟）
相关链接doi.org/10.1038/s41467-018-07860-0
推荐阅读
- 科普|宇宙中有没有外来文明？ 中科院2022跨年科学演讲首场很硬核
- 科普|中科院科学传播局举办线上跨年科学演讲
- 火星快车|中欧火星探测器成功开展在轨中继通信试验
- 中科院金属研究所|木筷和不锈钢筷子的区别在哪里？为了家人健康，不妨了解下
- 亚热带|中科院亚热带生态所举办走进世外桃源科学节活动
- 微生物多样性|中科院南极科考出征探秘三极微生物
- 中国发射什么探测器探测月球（探测月球的探测器介绍）
- 蔡荣根|中科院院士蔡荣根：宇宙探秘者
- 中国制造与中国制造作文素材（中国制造的作文素材有哪些）
- 马克平|COP15上的“中科院之声”