陽明光電所研發新材料 各種光波輕鬆轉換電流
陽明光電所教授薛特(左)與博士生高聖禹(右)研發光感應器(陽明大學提供)
光不只可以用來照明，也應用在遙控器、自動門等日常生活，甚至是醫學的光療法；不過要如何讓不同波長的光都能被感測應用、發揮最大價值，是材料科學家最大的挑戰。陽明大學16日發新聞稿，該校生醫光電研究所研發出全新奈米材料，可以將紫外線、可見光到紅外線等不同光譜的光波轉換成電流，創造出新一代光感測器的原型。
陽明大學表示，光感測器是一種將光波轉換成電流的裝置，最常見應用就是遙控器發出的紅外線來遙控家電。光根據不同波長可以分爲短波的紫外線、400nm到800nm的可見光，以及波長較長的紅外線。良好的光感測器必須要能吸收不同波長的光訊號，同時有效率地將光訊號轉換成電流，也就是所謂的「光響應」（photoresponsivity）。
陽明大學解釋，光感測需要的材料相當獨特，有些材料只對特定波長的光有反應，而高能量的紫外線與可見光又比較容易被吸收，所以紅外線的部分仍然有許多挑戰亟待突破。陽明大學生醫光電研究所印度籍教授薛特（Surojit Chattopadhyay），與他的博士班學生高聖禹（Sandip Ghosh），利用二硫化鉬（MoS2）結合上轉換奈米粒子（upconversion nanoparticle），製造出大小隻有4.5微米的光感測器，吸光範圍涵蓋波長從紫外線到紅外線，大幅改善過去紅外線轉換電流效率不彰的缺點。
薛特表示，二硫化鉬的吸光範圍約在650nm，結合可吸收紅外線的上轉位奈米粒子，新材料可以讓光感測器的吸光範圍來到1064nm，同時在980nm波長紅外線的照射下，也能產生1254 AW-1的光電流。他說，商業用的單一材料通常無法吸收廣譜的光譜，所以纔會想到使用兩種或兩種以上材料來達到更廣的吸光範圍。
高聖禹說，兩種材料結合必須花費18到20小時，才能設計出大小隻有4.5微米的光感測器。光感測器應用在電子、醫療、光電等領域，這項成果不僅加速這個領域的研發速度，同時在商業上可以應用來改進智慧手機、遙控器、甚至夜視裝備等。