紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后发展起来的又一军民两用光电探测技术。近年来由于红外干扰技术的威胁,并且红外探测容易受周围环境影响,红外探测器的虚警率高成为了一个突出的问题。而紫外探测器由于受环境影响很小,探测精度高引起了人们关注。与传统pn结类型的紫外光电探测器比较,纳米探测器往往具有更高的响应度。但是现有纳米紫外探测器只能感应一个方向的光,而且不可弯曲延展,限制了其应用范围。
武汉光电国家实验室高义华教授领导的研究组从功能纳米材料出发,借鉴柔性技术,研制了可弯曲、可编织和可三维探测的基于Ni丝上的柔性p-NiO/n-ZnO异质结紫外光电探测器。该方法具体如下:干净的Ni丝经高温氧化后表面形成一层p-NiO,在其表面镀上Au颗粒作为催化剂;采用化学气相沉积(CVD)在NiO表面生长出高结晶度的n-ZnO纳米线阵列,形成p-n结。最后用Pt丝缠绕在ZnO外面,与一端露出的Ni丝分别作为两个电极,形成器件。测试结果表明,这种结构的紫外探测器对360°的紫外光都有稳定的响应,在一定程度弯曲下性能不会变差。该探测器使得3D全方位探测成为可能,其可弯曲可编织性使得基于紫外探测器的复合功能器件成为可能,拓展了探测器的应用领域。
该项研究成果发表在Optics Express(vol. 22, Issue 3, pp. 3661-3668, 2014)上。相关研究得到了国家自然科学基金(11074082, 11204093),中央高校基本科研基金(HUST: 2012QN114, 2013TS033)的资助。
图 (a)器件实物图,(b)器件结构示意图,(c)器件在不同角度紫外光照射下的响应曲线,(d)器件的在不同弯曲程度下的响应曲线。
(责任编辑:陈智敏)