機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院吳笑峰教授團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)本科生在國(guó)際權(quán)威期刊 《Applied Materials Today》上發(fā)表論文

發(fā)表時(shí)間：2025-02-22

近日,，機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院吳笑峰教授團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)本科生以佛山大學(xué)為第一署名單位在新材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊《Applied Materials Today》上發(fā)表題為“A high-efficient solar collector and converter designed by Ti-based metasurface with broadband NIR absorption and upconversion”的研究性論文，該論文針對(duì)現(xiàn)有光電精密傳感器在響應(yīng)波段和轉(zhuǎn)換效率方面的局限性展開研究,，首次提出了一種基于鈦基納米復(fù)合超表面的寬譜增效策略,。22級(jí)機(jī)械電子工程專業(yè)本科生溫茂林為論文的第一作者,，吳笑峰教授和占世平副教授為論文通訊作者。 

高性能的光電精密傳感器在智能檢測(cè),、機(jī)器視覺及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域具有重要應(yīng)用,。然而，傳統(tǒng)的光電傳感器如光電探測(cè)器由于自身材料存在特定的帶隙結(jié)構(gòu),，導(dǎo)致對(duì)占據(jù)光信號(hào)能量近50%的紅外部分無法有效利用,，極大限制了傳感器的響應(yīng)帶寬和轉(zhuǎn)換效率。對(duì)此,，研究團(tuán)隊(duì)首次提出了一種基于鈦基超表面納米材料的高效近紅外光吸收和轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)思路,。基于稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米顆粒（UCNPs）和鈦金屬（Ti）納米薄膜構(gòu)建多層超表面材料，利用相鄰Ti層形成諧振腔等離子體熱點(diǎn)在納米區(qū)域高效束縛并增強(qiáng)入射的近紅外光,，實(shí)現(xiàn)近乎100%的寬譜帶近紅外光吸收,。該復(fù)合超表面集成了等離子體完美吸收和稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光的特性，可以將傳統(tǒng)光電傳感器的光響應(yīng)光譜范圍擴(kuò)展至近紅外波段,。此外,，該超表面納米材料仍保持著機(jī)械強(qiáng)度高,、成本低、性能穩(wěn)定的特點(diǎn),，在高性能寬譜光電傳感器,、短波紅外芯片和工業(yè)自動(dòng)化中具有重要應(yīng)用價(jià)值。

該項(xiàng)成果以佛山大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院為第一署名單位,，以廣東省工業(yè)智能檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第二署名單位,，主要圍繞現(xiàn)有光電精密傳感器在響應(yīng)波段和轉(zhuǎn)換效率方面的局限性展開系統(tǒng)研究，提出了一種新型調(diào)控及增效策略,。對(duì)于機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院而言,，智能感知與自主控制是控制科學(xué)與工程學(xué)科的學(xué)科方向之一；對(duì)于廣東省工業(yè)智能檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室而言,，光電精密傳感器與數(shù)據(jù)傳輸則是實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)布局的三個(gè)主要方向之一,。

《Applied Materials Today》是Elsevier出版社旗下聚焦新型材料的前沿應(yīng)用技術(shù)的跨學(xué)科綜合性期刊，中科院二區(qū),，2024年影響因子7.2,。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(62173135, 62275079)和廣東省自然科學(xué)基金(2023A1515011130)的支持。

佛山大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院一直高度重視本科生培養(yǎng)工作,，這一成果體現(xiàn)了學(xué)院在科教融合,、本科生創(chuàng)新教育和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方面取得的成效。同時(shí),，學(xué)院良好的學(xué)術(shù)氛圍促進(jìn)了本科生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng),，也為本科生參與國(guó)際前沿科研提供了良好的環(huán)境。

投稿單位：機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院

通訊員：紀(jì)江