光学精密工程 | 具备自供能特性的WO₃纳米片紫外探测器

近年来，由于在光通讯、导弹发射、环境监测、火灾预警、生物医学等各个领域有着广阔的应用前景，紫外探测已成为快速发展的军民两用探测技术。随着人们对便携、快速响应、能够长期稳定工作，特别是无人值守情况下对紫外光持续探测的需求，对紫外探测器的发展也提出了小型化、低成本和低功耗的要求。

目前，已报道的紫外探测器大多需要外加偏压才能实现对紫外光的探测，导致器件需要额外的电源支持且结构复杂，并且紫外探测器大多在制备过程中需要光刻等复杂的制备工艺，所需设备昂贵，不利于器件小型化，低成本和低功耗的发展。因此，如何成本低廉、工艺简便地制备出性能令人满意且能稳定工作的低功耗紫外探测器成为研究热点。

针对这一问题，近期，哈尔滨工业大学的高世勇团队在《光学 精密工程》（EI、Scopus，中文核心期刊，《仪器仪表领域高质量科技期刊分级目录》和《光学和光学工程领域高质量科技期刊分级目录》“T1级”期刊）上发表了题为“WO₃纳米片自供能紫外探测器的制备与性能”的封面文章。

▍自供能WO₃纳米片紫外探测器的制备

为了实现自供能紫外探测器制备过程的简便与低成本，研究人员通过简单的一步水热法在FTO导电玻璃上制备了均匀致密的单斜相WO₃纳米片阵列，然后向热压粘合的铂电极与生长有WO₃纳米片阵列的FTO导电玻璃之间注入电解液，成功制备了类三明治结构的自供能WO₃纳米片紫外探测器。

▍自供能WO₃纳米片紫外探测器对紫外光的探测

为了检验WO₃纳米片紫外探测器的自供能紫外探测特性，研究人员在无外加偏压的条件下对器件进行了测试。当紫外光照射到WO₃纳米片紫外探测器上时，光电流经过25.7 ms由初始状态迅速上升并保持稳定，而在关闭紫外光后，仅需38.7 ms器件就恢复至初始状态。并且在经历了多个周期的开/关循环测试后，探测器始终表现出相同规律的光响应，且光电流没有发生明显衰减。测试结果显示出，所制备的WO₃纳米片紫外探测器具有优异的自供能特性的同时还兼具较高的光响应电流、迅速的响应速度与良好的稳定性。

图1：(a) WO₃纳米片探测器在开/关紫外光下的光电流响应特性曲线与 (b)单个周期的放大图像

图2：WO₃纳米片探测器稳定性测试

▍研究前景

文章通过简便且低成本的方法完成了WO₃纳米片紫外探测器的制备，该探测器表现出优异的自供能特性与卓越的紫外光探测能力，符合小型化，低成本和低功耗的发展趋势，为自供能紫外探测器的制备提供了新的思路与选择，也拓展了WO₃材料在紫外探测领域的应用。

| 论文信息 |

朱建华,周起成,郝丽萍等.WO₃纳米片自供能紫外探测器的制备与性能[J].光学精密工程，2023, 31(13):1871-1879.

https://ope.lightpublishing.cn/zh/article/doi/10.37188/OPE.20233113.1871/

▍团队负责人简介 

高世勇，副教授，博士生导师，哈尔滨工业大学材料学院光电信息材料与器件专业教师。主要从事低维半导体光电材料可控制备及光电探测性能、光催化技术等领域的研究。近年来主持/参与国家自然科学基金、黑龙江省自然科学基金、教育部博士点基金、国家博士后基金、黑龙江省博士后基金、哈工大创新基金、教育部重点实验室开放基金等多项课题。在国内外期刊发表多篇学术论文，以第一作者/通讯作者在Advanced Functional Materials，Chemical Engineering Journal等期刊发表SCI论文45篇，EI论文13篇，第一发明人授权发明专利5项，指导本科生、硕士生共8人获得哈尔滨工业大学校优秀毕业论文。

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