高灵敏微纳光传感器系统问世

近日，美国佐治亚理工学院王中林课题组的杨青、刘莹和李泽唐等科研人员成功制备出一种微纳复合材料高效微生物电池驱动高灵敏半导体纳米线光探测器，并研制出一套自驱动高灵敏微纳光传感器系统。该微纳光传感器系统的应用将在降低能源消耗、发展新型超灵敏传感器网络等方面发挥重要作用，并将推动微纳器件在机械、电学、光学、能源和生物等多个领域广泛应用。相关成果发表于德国《应用化学》。

　　据了解，快速发展的物联网技术需要海量且低能耗的多种类型传感器，这些传感器负责实时采集环境信息，不断更新数据，通过互联网实现对事物的智能处理和控制。

　　基于纳米材料的光传感器由于具有灵敏度高、速度快和能耗低等优点，符合物联网技术发展的需求。然而，到目前为止，高灵敏的纳米材料光传感器主要由外电路驱动，这不仅显著增加了微纳器件的体积，而且还严重限制了器件的使用灵活度。为此，构建具有传感、控制、通信和反馈等多种功能的微纳系统是纳米科技发展的主要目标之一。

　　在王中林的指导下，杨青、刘莹和李泽唐等人成功利用微纳复合材料研制出一种微型微生物电池驱动纳米线光探测器，进而制备出一套自驱动高灵敏微纳光传感器系统。该系统μL尺寸的微生物电池的功率密度输出达到30W/m2（相对于电极面积），达到目前国际已报道成果的最好水平。同时，该系统的光探测灵敏度高，可探测nW/cm2的光，响应度达到300A/W。此外，噪音分析显示，该器件噪音等效功率比国际上已有报道低2~3个数量级。

　　业内专家表示，该研究的应用范围涵盖环境、健康、能源和通信多个领域，例如在环境领域的污水和气体污染物监测等方面可获得广泛的应用。

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