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二维材料赋能的纳米机械测辐射热计

DOI：10.1021/acs.nanolett.9b04693 期刊：Nano Letters 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 我们在此描述一种新型长波辐射探测器，该探测器通过机械传感方式在室温下测量光照强度。与半导体测辐射热计相比，我们的纳米机械探测器具有低测量噪声特性，且本质透明、可弯曲。这种固态器件基于二维材料薄膜，该薄膜既作为辐射吸收体，又能在基底-吸收体界面检测机械应变。通过对二维材料特性的优化及新型边缘取向器件结构的实现，我们将探测灵敏度提升至前所未有的3.34×10? cm Hz1/2 W?1，同时具备微米级空间分辨率。这种仅通过液相工艺即可实现的优异性能与简易可扩展制备的结合，展现了该探测器在未来普适化可穿戴电子领域的应用潜力。
作者： Shu-Yuan Chiang，Yueh-Yuan Li，Tien-Lin Shen，Mario Hofmann，Yang-Fang Chen
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

描述一种新型长波辐射探测器，该探测器通过机械换能方式在室温下测量光照强度，兼具低测量噪声、透明性和柔韧性。

研究成果

该研究展示了一种新型纳米机电测辐射热计，采用二维材料作为吸收体和换能器，在室温下实现了卓越的热灵敏度。该器件表现出优异性能，热响应度高达-8.581×10? V W?1，温度系数超过133% K?1，为可穿戴应用红外探测器的生产开辟了新途径。

研究不足

空间分辨率受限于测辐射热计边缘与照明方向之间的对准误差以及准直效应。通过沉积更薄的二维薄膜并进一步降低衬底的热导率，可以优化分辨率。

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