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陽明大學研發奈米新材 光譜感測範圍變寬了

陽明光電所教授薛特、博士生高聖禹研發光感應器。圖/陽明大學提供
陽明光電所教授薛特、博士生高聖禹研發光感應器。圖/陽明大學提供

光不只可以用來照明,也用在遙控器、自動門,和醫學的光療法。如何讓不同波長的光都能被感測應用,發揮最大價值,是材料科學家最大挑戰。陽明大學生醫光電研究所研發出全新奈米材料,可以將紫外線、可見光到紅外線不同光譜的光波轉換成電流,創造出新一代光感測器的原型。這項成果近期刊登於國際奈米材料期刊。

陽明大學表示,光感測器是一種可將光波轉換成電流的裝置,最常見的應用就是利用遙控器發出的紅外線來遙控家電。光根據不同波長可以分為短波的紫外線、400nm到800nm的可見光,以及波長較長的紅外線。一個良好的光感測器必須要能吸收不同波長的光訊號,同時有效率地將光訊號轉換成電流,也就是所謂的「光響應」。

校方表示,光感測所需要的材料相當獨特,有些材料只對特定波長的光有反應,而高能量的紫外線與可見光又比較容易被吸收,所以紅外線的部分仍然有許多挑戰待突破。來自印度的陽明大學生醫光電研究所教授薛特,和他的博士班學生高聖禹利用二硫化鉬結合上轉換奈米粒子,製造出大小只有4.5微米的光感測器。這個光感測器的吸光範圍涵蓋波長從紫外線到紅外線,改善過去紅外線轉換電流效率不彰的缺點。

薛特表示,二硫化鉬的吸光範圍大約在650nm,透過結合可吸收紅外線的上轉位奈米粒子,新的材料可以讓光感測器的吸光範圍來到1064nm,同時在980nm波長紅外線的照射下,也能產生1254 AW-1的光電流。他說,商業用的單一材料通常無法吸收廣譜的光譜,所以才會想到使用兩種或兩種以上的材料來達到更廣的吸光範圍。

高聖禹說,兩種材料結合必須花費18到20小時,才能設計出大小只有4.5微米的光感測器。光感測器應用在電子、醫療、光電等領域,這項成果不但會加速這個領域的研發速度,同時在商業上可用來改進智慧手機、遙控器、夜視裝備等。

紫外線 奈米 大學生

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