科研人员找到便宜好用的光热电探测器材料

 
 
科研人员找到便宜好用的光热探测器材料  
 

本报讯（记者刘万生 通讯员陆晓伟）近日，中科院大连化物所研究员姜鹏、中国科学院院士包信和团队在新型光热探测器开发研究中取得进展，相关成果发表于《自然—通讯》。

光热探测器是基于光热转换和热转换的一种探测器。当光照射在热材料的一端时，光能经过光热转换首先转化为热能，从而在热材料两端建立温差。在温差的驱动下，载流子会向冷端扩散（即热转换中的Seebeck效应），进而在材料两端建立势差。

光热探测器具有自供、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。

光热探测器的响应度正比于材料的Seebeck系数（S）和材料两端的温差。传统光热探测器采用的是Seebeck系数较低的传统热材料，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。

研究团队突破传统限制，采用了具有较高室温Seebeck系数的钛酸锶，同时借助钛酸锶在长波红外大气窗口（8~14微米）的声子吸收来增强光热转换效率。

结合这两个优势，单个钛酸锶光热元件在10微米波长附近的响应度可达1.2V/W。进一步的研究表明，钛酸锶光热探测器的响应波长可从深紫外线延伸至远红外线，可承受的光功率密度达到每平方厘米1000瓦。

专家认为，钛酸锶光热探测器价格便宜、环境友好、耐高温、性能优异且制备工艺简单。该研究为开发新型高性能光热探测器提供了全新的思路。