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大连化物所新型光热电探测器研究取得新进展【英亚体育】

更新时间:2021-07-17
本文摘要:据麦姆斯咨询报导,近日,中国科学院沈阳化学物理研究所研究员姜鹏、中科院院士包信和团队在新型光热电探测器研发研究中获得新进展,涉及成果公开发表在《大自然-通讯》(NatureCommunications)上。

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据麦姆斯咨询报导,近日,中国科学院沈阳化学物理研究所研究员姜鹏、中科院院士包信和团队在新型光热电探测器研发研究中获得新进展,涉及成果公开发表在《大自然-通讯》(NatureCommunications)上。沈阳化物所新型光热电探测器研究获得新进展光热电探测器是基于光热切换和热电切换两个基本能量切换过程的一种探测器。当光太阳光在热电材料的一端时,光能经过光热切换首先转化成为热能,从而在热电材料两端创建温差(ΔT)。

在温差的驱动下,载流子不会向冷端蔓延(即热电切换中的Seebeck效应),进而在材料两端创建电势差。光热电探测器具备自供电、非加热器、号召波长范围长等优点,在光观测、红外热光学、温度监测等领域具备最重要的应用于前景。光热电探测器的号召度正比于材料的Seebeck系数(S)和材料两端的ΔT。

传统光热电探测器使用的是Seebeck系数较低(一般来说大于200μV/K)的传统热电材料,例如Bi2Te3、Sb2Te3等,为了提升号召度,一般来说须要使用微加工工艺来结构阵列结构,这明显减少了制取工艺的复杂性,提升了产品成本。该研究团队突破传统热电材料体系的容许,使用了具备较高室温Seebeck系数(大约1000μV/K)的钛酸锶(SrTiO3),同时利用SrTiO3在长波红外大气窗口(8~14μm)的声子吸取来强化光热切换效率。融合这两个优势,单个SrTiO3光热电元件在10μm波长附近的号召度平均1.2V/W。更进一步研究指出,SrTiO3光热电探测器的号召波长可从深紫外伸延至远红外,可忍受光功率密度可以超过1000W/cm2。

该研究为研发新型高性能光热电探测器获取了全新的思路。另外,比起传统光热电探测器,SrTiO3光热电探测器价格便宜,环境友好,耐高温,器件性能出色且制取工艺非常简单,意味著SrTiO3光热电探测器具备辽阔的实际应用于价值。以上研究工作获得国家重点研发计划、沈阳化物所创意基金等的资助。


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