新成果

新型納米傳感器高靈敏高穩(wěn)定

合肥智能機(jī)械研究所納米材料與環(huán)境檢測(cè)研究室副研究員郭正以多孔單晶納米帶和三維分級(jí)納米結(jié)構(gòu)為敏感材料，成功構(gòu)建了高靈敏和高穩(wěn)定性納米氣敏傳感器。構(gòu)筑的納米氣敏傳感器對(duì)典型的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）表現(xiàn)出較高的敏感響應(yīng)(對(duì)丙酮的檢測(cè)限低至ppb級(jí))，以及良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性(4個(gè)月后，檢測(cè)靈敏度最大下降僅為15%)。

研究人員首先以敏感材料氧化鋅為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)合成了其多孔單晶納米帶。利用煅燒前驅(qū)體的方法并結(jié)合L-B膜自組裝技術(shù)，成功地構(gòu)筑了均一的薄層多孔單晶氧化鋅納米帶敏感膜。氣敏性能研究表明：基于薄層、多孔及單晶納米結(jié)構(gòu)的協(xié)同效應(yīng)，成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物的高靈敏和高穩(wěn)定性敏感響應(yīng)。

此外，研究人員還設(shè)計(jì)合成了三維氧化錫納米分級(jí)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)調(diào)控分級(jí)納米結(jié)構(gòu)的形貌實(shí)現(xiàn)其氣敏性能的優(yōu)化?；谖⒂^結(jié)構(gòu)表征分析，發(fā)現(xiàn)具有大量表面缺陷和位錯(cuò)的納米分級(jí)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出最佳的敏感性能，揭示了納米分級(jí)結(jié)構(gòu)形貌演化與其敏感性能的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。這些研究對(duì)設(shè)計(jì)和發(fā)展高性能的納米氣敏傳感器具有重要的指導(dǎo)意義。

近年來(lái)，納米科技的興起為傳感器的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，尤其是納米結(jié)構(gòu)材料，其具有大的活性比表面積，可有效改善傳感器的敏感性能。然而如何構(gòu)建易于氣體擴(kuò)散的納米敏感界面，發(fā)展高靈敏和高穩(wěn)定性的納米氣敏傳感器件，一直是當(dāng)前傳感器研究面臨的難點(diǎn)。

首臺(tái)超高精度光矢量分析儀問(wèn)世打破國(guó)外壟斷

江蘇省南京航空航天大學(xué)研發(fā)的我國(guó)首臺(tái)超高精度光矢量分析儀問(wèn)世，該儀器可在幾百米的光纖中測(cè)出小至0.1mm的誤差，較國(guó)外壟斷產(chǎn)品，測(cè)量分辨率提高了1600倍，相位精度提高了10倍……

超高精度光矢量分析儀就像“火眼金睛”，可以對(duì)光器件的兩個(gè)最關(guān)鍵指標(biāo)——幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)進(jìn)行精確測(cè)量，從而在研發(fā)和應(yīng)用中掌握其性能，從家用光纖路由器到航天飛船等大量應(yīng)用的光學(xué)器件領(lǐng)域都需要用到它。

第一代儀器僅能測(cè)量幅度響應(yīng)，第二代儀器可以同時(shí)測(cè)量幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)，但目前全球僅有美國(guó)納斯達(dá)克上市公司LUNA的OVA5000一款產(chǎn)品，并且其高精度版不對(duì)我國(guó)銷售。

2010年，南京航空航天大學(xué)潘時(shí)龍教授開(kāi)始籌建微波光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)，國(guó)外光矢量分析儀采用“以光測(cè)光”的辦法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且精度不高，自主研發(fā)的光矢量分析儀采用“以電測(cè)光”的方法，把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為微波信號(hào)。課題組先后掌握了光頻梳通道化技術(shù)、平衡光電探測(cè)技術(shù)和新型電光調(diào)制技術(shù)，基本攻克了相關(guān)的技術(shù)難點(diǎn)。該光矢量分析儀的第二代樣機(jī)先后被中科院半導(dǎo)體所、江蘇光揚(yáng)光電等十余家單位試用；還幫助某海軍單位實(shí)現(xiàn)了光纖干涉器的自動(dòng)化測(cè)量，測(cè)量精度提高10倍，節(jié)省成本一半以上。