《基於超細氧化鋅納米線的高性能紫外光探測器》是依託蘭州大學，由秦勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於超細氧化鋅納米線的高性能紫外光探測器
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：秦勇
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
紫外探測在國防軍事、環境監測、生物醫學等方面有著廣泛的套用，基於納米材料的高性能紫外探測器具有重要的研究價值和廣闊的套用前景。 本項目旨在開發出開關電流比高於目前國際最高記錄１００倍以上、具有回響速度快和回復時間短特點的高性能氧化鋅納米線紫外探測器。針對這一目標，首先，開發氧化鋅納米線的新型製備工藝，獲得直徑小於５0 nm、長度大於100 μm的超細超長單晶氧化鋅納米線。其次，探索氧化鋅納米線的摻雜工藝和表面修飾技術，獲得不同氧缺位含量、不同摻雜濃度的氧化鋅納米線。隨後，探索在氧化鋅納米線表面有效嫁接貴金屬和高分子材料的方法。最後，開展氧化鋅納米線紫外探測器的機理研究，獲得氧化鋅納米線的直徑、載流子濃度和表面修飾對感測器開關電流比、回響速率等的影響，最終找到提高納米線紫外探測器性能的方法，從而開發出基於超細單晶氧化鋅納米線的超高靈敏度紫外探測器，為氧化鋅納米線紫外探測器的套用打下基礎。
結題摘要
隨著人們對環境問題的日益關注，對環境污染的監測已成為人們研究的重要課題。在各類環境污染中，紫外線輻照對人體健康的影響隨著臭氧層破壞而日益嚴重，是一種典型的光污染。通過一個地區對紫外線輻照強度的實時監控，不僅有利於保護該地區人們的健康，而且可以反饋出該地區臭氧層的破壞及日照量等信息，為該地區環境保護、作物種植和太陽能利用等提供一定的參考。另外，紫外線探測在飛彈預警、戰場監測、空間研究、高溫工作設備火焰監測和光通訊等領域同樣有著廣泛的套用。基於超細氧化鋅納米線的紫外探測器研究對於大幅度地提高紫外探測器的性能，對於提高紫外探測器的便攜性、實用性具有重要的作用，在國防軍事、環境監測、生物醫學等諸多領域具有重要的價值。 本項目圍繞著提高ZnO納米線紫外探測器性能這一核心目標開展研究工作，從理論和實驗兩個方面系統地研究了影響ZnO納米線紫外探測器性能的重要要素，尋找提高ZnO納米線紫外探測器性能的有效途徑。我們合成出了直徑小於50 nm的超細超長單晶氧化鋅納米線，製備出納米線網狀薄膜；獲得了納米線的直徑、氧空位濃度、表面修飾、環境因素和電極材料等對超細氧化鋅納米線紫外探測器的影響規律；闡明了超細氧化鋅納米線紫外探測器的工作機理；獲得了開關電流比超過目前最高水平100 倍以上（達到109）、回響電流高、功耗低、可靠性高的氧化鋅納米線紫外探測器。此外，我們也開展了一系列紫外探測器相關的工作，如氧氣吸附的理論研究、ZnO@ZnS核殼結構的異質結紫外探測器、自供能紫外探測器對紫外敏感的摩擦納米發電機等。 在本項目執行期間，我們共發表SCI研究論文23篇，其中在SCI一區期刊上發表的論文19篇，期刊影響因子大於10的論文11篇；獲授權專利3項，申請專利3項。共培養碩士研究生9名，博士研究生9名，其中兩名博士獲得甘肅省優秀博士論文，一名碩士獲得甘肅省優秀碩士論文。項目負責人2015年1月入選“長江學者獎勵計畫”。
