【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】光電探測器能把光信號轉(zhuǎn)換為電信號。根據(jù)器件對輻射響應(yīng)的方式不同或者說器件工作的機(jī)理不同，光電探測器可分為兩大類：一類是光子探測器；另一類是熱探測器。
 

　　此外，光電探測器的原理是由輻射引起被照射材料電導(dǎo)率發(fā)生改變。光電探測器在軍事和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域有廣泛用途。在可見光或近紅外波段主要用于射線測量和探測、工業(yè)自動(dòng)控制、光度計(jì)量等;在紅外波段主要用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、紅外熱成像、紅外遙感等方面。光電導(dǎo)體的另一應(yīng)用是用它做攝像管靶面。為了避免光生載流子擴(kuò)散引起圖像模糊，連續(xù)薄膜靶面都用高阻多晶材料，如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取鑲嵌靶面的方法，整個(gè)靶面由約10萬個(gè)單獨(dú)探測器組成。
 

　　近日，據(jù)交大新聞網(wǎng)報(bào)道，該校團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于撓曲電效應(yīng)的光電探測器，能夠?qū)ν饧庸庹债a(chǎn)生納秒級的時(shí)間響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對外界光照的超快探測。
 

　　該相關(guān)研究成果以“Flexoelectric thin-film photodetectors”為題發(fā)表于Nano Letters期刊上。西安交通大學(xué)為該論文的第一作者單位及通訊作者單位。西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院吳明博士后和青島大學(xué)姜植崢碩士生為論文共同第一作者，西安交通大學(xué)婁曉杰教授，青島大學(xué)溫崢教授和新加坡國立大學(xué)Stephen J Pennycook教授為論文通訊作者。
 

　　如果在具有中心對稱晶體結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)材料中存在應(yīng)變梯度，中心對稱會(huì)被打破并產(chǎn)生極化，該現(xiàn)象稱之為撓曲電效應(yīng)。梯形結(jié)構(gòu)的材料中的應(yīng)變梯度可以通過外加載荷產(chǎn)生，由此產(chǎn)生的撓曲電效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)力-電之間的轉(zhuǎn)換，該效應(yīng)可以媲美甚至超過壓電材料中的壓電效應(yīng)。
 

　　撓曲電效應(yīng)和材料中的應(yīng)變梯度成正比，會(huì)隨著材料特征尺寸的減小和應(yīng)變梯度的增加而增強(qiáng)。在納米尺度下，向原子力尖端施加的載荷，會(huì)導(dǎo)致材料中出現(xiàn)很大的應(yīng)變梯度。
 

　　西安交通大學(xué)前沿院婁曉杰教授課題組設(shè)計(jì)了一種基于撓曲電效應(yīng)的光電探測器。該光電器件具有金屬/氧化物/金屬結(jié)構(gòu)，通過利用LaFeO3薄膜與LaAlO3襯底之間晶格失配的逐漸弛豫在LaFeO3薄膜中引入應(yīng)變梯度，從而產(chǎn)生了顯著的撓曲電效應(yīng)。撓曲電效應(yīng)通過調(diào)控LaFeO3薄膜的能帶結(jié)構(gòu)將光生載流子分離，產(chǎn)生的光生電流密度為0.3 mA/cm2，光生電壓為0.4 V。該光伏器件對外加光照能夠產(chǎn)生納秒級的時(shí)間響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對外界光照的超快探測。