近日，机电工程与自动化学院吴笑峰教授团队指导本科生以JN江南官方为第一署名单位在新材料应用技术领域国际权威期刊《Applied Materials Today》上发表题为“A high-efficient solar collector and converter designed by Ti-based metasurface with broadband NIR absorption and upconversion”的研究性论文，该论文针对现有光电精密传感器在响应波段和转换效率方面的局限性展开研究，首次提出了一种基于钛基纳米复合超表面的宽谱增效策略。22级机械电子工程专业本科生温茂林为论文的第一作者，吴笑峰教授和占世平副教授为论文通讯作者。 

  高性能的光电精密传感器在智能检测、机器视觉及工业自动化领域具有重要应用。然而，传统的光电传感器如光电探测器由于自身材料存在特定的带隙结构，导致对占据光信号能量近50%的红外部分无法有效利用，极大限制了传感器的响应带宽和转换效率。对此，研究团队首次提出了一种基于钛基超表面纳米材料的高效近红外光吸收和转换的设计思路。基于稀土上转换发光纳米颗粒（UCNPs）和钛金属（Ti）纳米薄膜构建多层超表面材料，利用相邻Ti层形成谐振腔等离子体热点在纳米区域高效束缚并增强入射的近红外光，实现近乎100%的宽谱带近红外光吸收。该复合超表面集成了等离子体完美吸收和稀土上转换发光的特性，可以将传统光电传感器的光响应光谱范围扩展至近红外波段。此外，该超表面纳米材料仍保持着机械强度高、成本低、性能稳定的特点，在高性能宽谱光电传感器、短波红外芯片和工业自动化中具有重要应用价值。

 

该项成果以JN江南官方机电工程与自动化学院为第一署名单位，以广东省工业智能检测技术重点实验室为第二署名单位，主要围绕现有光电精密传感器在响应波段和转换效率方面的局限性展开系统研究，提出了一种新型调控及增效策略。对于机电工程与自动化学院而言，智能感知与自主控制是控制科学与工程学科的学科方向之一；对于广东省工业智能检测技术重点实验室而言，光电精密传感器与数据传输则是实验室重点布局的三个主要方向之一。

《Applied Materials Today》是Elsevier出版社旗下聚焦新型材料的前沿应用技术的跨学科综合性期刊，中科院二区，2024年影响因子7.2。该研究得到了国家自然科学基金(62173135, 62275079)和广东省自然科学基金(2023A1515011130)的支持。

JN江南官方机电工程与自动化学院一直高度重视本科生培养工作，这一成果体现了学院在科教融合、本科生创新教育和项目驱动式教学方面取得的成效。同时，学院良好的学术氛围促进了本科生科技创新能力的培养，也为本科生参与国际前沿科研提供了良好的环境。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S235294072500068X