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全柔性自供电光电探测系统研究获新进展

新品抢鲜中国仪表网2015年08月24日 09:39人气:24053

  【中国仪表网 新品抢鲜】纳米技术的快速发展为现代微电子工艺和技术提供了新的活力,微纳米电子器件正从单一功能的独立部件向着具有多功能纳米集成组件发展。将各种纳米电子器件与能量转换与存储器件组装在一起,实现自身供电的芯片集成系统,可以实现整个系统的微型化与轻质化,并有望实现多功能、可持续、无线、无需外部电池供能的自驱动系统。

  
 
  最近,中科院半导体所超晶格国家重点实验室沈国震研究员率领的研究小组,巧妙的利用微加工工艺,将石墨烯基微型柔性超级电容器与半导体纳米线光电探测器件在片内集成,实现了全柔性自供电光电探测系统。该研究首先采用光刻工艺在柔性薄膜基底上制备出叉指状石墨烯微型超级电容器,然后通过对微型电容器的电极结构进行了简单巧妙的改进,将具有可见光探测功能的硫化镉纳米线集成在石墨烯微型柔性超级电容器上,得到了无需外加电源持续供电的集成自驱动光探系统。
  
  此微型电容器获得了的896.77μF/cm2面积比电容值和8.01F/cm3体积比电容值,在0.782W/cm3的功率密度下可获得0.621mWh/cm3的最大能量密度。在微型超级电容器提供的电压驱动下,硫化镉光探测器件可以得到34.50的电流开关比,光响应能力和恢复能力与外接驱动电源得到的结果一致。此外,驱动电压的大小也可通过调整微型电容器的集成规模进行控制,从而实现成倍增加的光响应性能。
  
  该项工作为全柔性多功能一体化微纳系统提供了一个新的思路。经过进一步的研究和改进,耦合合适的光电转换器件,这种自供电系统有望实现高度的集成性和便携性。该项工作得到了国家自然科学基金等项目支持。
(本文来源:中国科学院半导体研究所转载请注明出处
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