近日，省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室能源材料团队赵坤副研究员等人在自驱动传感器领域取得最新研究进展，并以题“Design of Self-powered Sensors with Excellent Thermal and Ultraviolet (UV) Light Detections By 0.94(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.25Ti0.75)O3 (BNT-BZT) Nanoparticles”发表在国际材料领域顶级期刊Advanced Functional Materials (IF:19.924，中科院一区)上，兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室为第一完成单位，赵坤副研究员为第一作者和通讯作者，我校客座教授台湾新竹清华大学阙郁伦教授为共同通讯作者。

铁电材料具有的热释电效应和光伏打效应提供了一种将热能和光能有效转化为电能的新途径。然而，如何通过紫外光来调控铁电材料的热释电特性仍然是一个亟待解决的难题。在此项研究成果中作者展示了一种基于0.94(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃-0.06Ba(Zr_0.25Ti_0.75)O₃ (BNT-BZT) 纳米颗粒为材料构建的ITO/BNT-BZT/Ag结构的自驱动传感器用于高效探测环境中的热能和紫外光能。所制备的 BNT-BZT 铁电陶瓷材料的热释电系数达到31-50 nC/cm²K，均高于本课题组和其他研究小组构建热释电纳米发电机所用铁电材料的热释电系数，对于有效转换热能和光能具有重要的意义。同时，自驱动传感器在温度变化和紫外光照射条件下具有优异的电学输出性能。与单独的热释电系统相比，耦合系统中“紫外光+加热”和“紫外光+冷却”条件共同作用下器件输出电流峰值分别高出88.6%和低37.3%，成功实现了通过紫外光对器件热释电输出性能的调控，揭示了紫外光能对器件热释电性能的调控规律。且器件具有较高的检测灵敏度，在加热、冷却和395 nm紫外光照射条件下分别达0.9 nA/K、1.48 nA/K、0.7×10^-3 nA/lux和0.2×10^-3 nA/lux。而且，器件在连续运行 10 h后输出性能没有任何下降，表现出了优异的稳定性。此外，作者还成功展示了自驱动传感器在紫外光和环境温度探测方面的应用。研究结果为新型高性能铁电材料的制备和基于铁电陶瓷的下一代紫外光调控自驱动传感器的设计提供了新思路，对新型自驱动多功能传感器的开发和应用具有重要的科学意义和实用价值。

该项工作得到了国家自然科学基金 (No.52065038)、甘肃省杰出青年基金(No. 21JR7RA275)、中国博士后科学基金 (No.2021M693836)、兰州理工大学红柳优秀青年人才支持计划 (No. 062004)、省部共建国家重点实验室优秀青年培育计划 (No. 2018004)、甘肃省高校创新基金 (No. 2020A-018) 和甘肃省教育厅“双一流”科研重点项目 (GSSYLXM-03) 等经费的支持。(撰稿：周宏伟，审核：石玗)

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202204234

作者简介：

赵坤，男，工学博士（后），硕士研究生导师，2021年甘肃省杰出青年基金获得者，2020年兰州理工大学“红柳优青”入选者，博士毕业于中国科学院北京纳米能源与系统研究所，2018年入职兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室，研究方向为摩擦纳米发电机、自驱动传感系统、纳米能源材料与器件、热释电/压电及摩擦电复合材料。在国际著名学术期刊Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、ACS Nano、Nano Energy、Nano-Micro Lett.、Small等发表论文30余篇，近五年以第一作者在本领域公认的高水平学术期刊发表影响因子＞15的中科院一区 SCI论文9篇。申请国家发明专利13件。主持国家自然科学基金、甘肃省杰出青年基金、中国博士后科学基金面上资助、甘肃省高校创新基金、兰州理工大学红柳优秀青年人才支持计划等项目7项，参与国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划等项目15项。获甘肃省“百千万”创业引领工程-首届博士后创新创业大赛三等奖1项。

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