自表面氧化Te/SnS₂异质结

水中18000秒稳定响应

Te纳米棒的自表面氧化无意中形成保护层，使I型异质结光电探测器在水下长期工作后仍保持优异的光响应稳定性，同时兼顾微秒级快速响应。

Nan, Ma · Jinhong, Liu · Panpan, Shao · Le, Jia · 卢春辉 · 周译玄 · 徐新龙

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

响应时间

{'zh': '83.7', 'en': '83.7'} μs

恢复时间

{'zh': '113.4', 'en': '113.4'} μs

稳定性测试时长

{'zh': '18000', 'en': '18000'} s

通信系统带宽

{'zh': '39.6', 'en': '39.6'} kHz

技术优势

水下工作超稳定

Te纳米棒自发形成表面氧化层，充当保护屏障，使得探测器在中性和酸性电解液中连续测试18000 s后光响应依然稳定。

响应快至μs级

I型电荷转移路径促进了光生载流子的快速分离与传输，使响应/恢复时间分别达到83.7 μs和113.4 μs，优于多数二维半导体PEC探测器。

通信带宽大

基于该探测器的水下光通信系统实现了39.6 kHz的带宽，并能高准确率传输ASCII码信号。

应用场景

• 水下光通信探测器：在水中长期运行仍保持高稳定性和快响应，适合水下无线光通信。
• 高速光电探测器件：微秒级响应速度可满足高速光信号的检测需求。
• 电化学光探测器：利用I型异质结实现快速电荷分离，直接用于光电化学水下探测。
• 环境稳定性测试：验证了自表面氧化层在酸性和中性水环境中对器件的保护作用。