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合肥，2月7日，《科技日报》记者从中国科学院合肥材料科学研究所获悉，固态物理研究所纳米材料与纳米结构研究所费光涛研究员的研究小组在掺钨有序二氧化钒纳米线阵列光电性能研究方面取得了最新进展。最近，相关研究成果发表在国际学术期刊《应用表面科学》上。
氧化钒材料具有高的电阻温度系数和光热效应，在红外探测中具有潜在的应用前景。氧化钒单纳米线结构具有带隙窄、结晶度好、比表面积大的优点，由其构建的器件具有良好的光响应性和量子效率，是目前氧化钒红外探测的主要研究方向。然而，单一氧化钒纳米线的有效发光面积很小，导致光电流低，限制了其应用。由于单根纳米线的集成效应和有序排列，单根纳米线的有序排列使其在传输过程中具有极高的传输速率和较低的电子损耗，不仅可以发挥纳米材料良好的光电特性的优势，而且可以最大限度的增加有效照明面积，使纳米材料获得较高的光电流值，从而获得优异的光电响应性能。
另一方面，对于半导体，元素掺杂具有减少光生电子空空穴对复合、提高导电性、增加自由载流子浓度和载流子寿命等特性。因此，它被认为是提高光电探测器光响应的有效方法。
为此，费光涛课题组的硕士研究生谢等人制备了高质量的二维有序掺钨二氧化钒纳米线阵列。有序掺钨纳米线阵列的红外响应速度为毫秒级，响应速率高达21.4毫安/瓦。与纯二氧化钒纳米线阵列探测器(响应速率为0.29毫安/瓦)相比，掺钨后的响应速率提高了近两个数量级。
研究结果为未来高性能光电器件的设计提供了一条直接便捷的途径。(吴长锋)
