柔性紫外探测器是使用柔性材料作为基底材料，如聚酰亚胺（PI）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等，此类紫外光探测器具有重量轻、抗冲击、可弯曲拉伸等特点，使其能满足各种复杂环境下应用。其凭借优异的光电性能、快速响应能力和出色的机械稳定性，为可穿戴电子设备和复杂环境中的紫外光检测提供了理想解决方案。通过优化结构设计和材料特性，这类探测器在低功率密度紫外光照射下展现出卓越的光电性能，显著提升了光生载流子的分离效率和传输速率。同时，这些探测器在多次弯曲和大角度弯曲条件下仍保持稳定的检测能力，为紫外光检测领域提供了新的技术范式。最终实现了高灵敏度与优异的稳定性，为可穿戴电子设备和便携式紫外光检测领域提供了新的应用方向。本文汇总了新疆大学吐尔逊·阿不都热依木教授课题组在柔性紫外光探测器领域的研究进展。

1.刘一鸣，如仙古丽·加玛力，吐尔逊·阿不都热依木^*：基于GQDs的柔性自供电紫外光电探测器：氧化锌纳米花异质结

  2025年2月25日，吐尔逊·阿不都热依木教授课题组在《Journal of Alloys and Compounds》（中科院二区Top）在线发表题为“Flexible self-powered ultraviolet photodetector based on the GQDs: Zinc oxide nanoflower heterojunction”的研究论文。本文第一作者为2022级在读硕士研究生刘一鸣，通讯作者为吐尔逊·阿不都热依木，通讯单位为新疆大学。

  在本工作中，该团队以PET/ITO为基底，ZnO纳米花（ZnO NFs）为光敏层，PEDOS为p型半导体层，通过引入石墨烯量子点（GQDs）构建了一种图1所示的新型柔性自供电紫外光探测器。

图1. 制造UV PD的示意图流程图

  该团队系统研究了该光探测器在不同弯曲角度和多次弯曲循环下的性能表现及其机制。在365 nm紫外光、0 V偏压电压和室温条件下，该器件实现最大响应度为2.23 mA/W，最大探测率为1.949×101? Jones，以及最佳上升/下降时间为0.082/0.084 s。此外，该光探测器在不同弯曲角度下均能保持稳定的光响应性能。

  如图2所示，在0.32 mW/cm2的测试条件下，将器件前后弯曲90°，并在100、500、700和1000次弯曲循环后测量其I-T曲线。结果表明，该器件的性能保持相对稳定，在弯曲循环后仅有微小的波动。然而，经过1000次弯曲循环后，ZnO和GQDs的结构被破坏，导致温度敏感性下降。同时，ZnO层经过多次弯曲循环后出现大裂纹，影响光生载流子的传输。总体而言，GQD：ZnO/PEDOS 设备即使在弯曲和多次弯曲循环后也能保持良好的紫外线检测活性。表现出比传统刚性紫外光探测器更好的灵敏度和可靠性。

图2. 不同弯曲角度的照片：（a）60°（b）90°（c）120°; (d)不同弯曲角度下的 I-T 曲线; （e）不同弯头次数后的I-T曲线

  文章链接https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.179201

2. 王亚军，如仙古丽·加玛力，吐尔逊·阿不都热依木^*：实现高性能柔性紫外光电探测器：通过羟甲基化PEDOT调节氧空位和N掺杂石墨烯量子点的表面官能团材料

  2025年5月24日，吐尔逊·阿不都热依木教授课题组在《Carbon》（中科院二区Top）在线发表题为“Achieving high-performance flexible UV photodetectors: modulating oxygen vacancies via hydroxymethylated PEDOT and surface functionalities of N-doped graphene quantum dots”的研究论文。本文第一作者为2023级在读硕士研究生王亚军，通讯作者为吐尔逊·阿不都热依木，通讯单位为新疆大学。

  全面优化氧空位（Vo）的调控和载流子分离效率，是进一步提升基于氧化锌（ZnO）的紫外光探测器（UV PD）性能的关键难题。因此，该团队通过氮掺杂石墨烯量子点（N-GQDs）和羟甲基化聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT-CH₂OH）对ZnO纳米花（ZnO NFs）进行修饰，构建了一种图3所示的新型有机-无机杂化结构柔性紫外光探测器。

图3. 制备柔性紫外光电探测器的流程图

  该探测器具有优异的光响应性和快速的载流子迁移能力，实现了紫外光的高灵敏度检测。图4 a的左侧显示，ZnO/ZnO构建的紫外探测器的光伏性能受到ZnO晶格中众多复合中心的影响。当与PEDOT-CH₂OH-n异质结时，图4 a的能带图表明，这一过程依赖于聚合物和ZnO能带的水平迁移，以及打破带隙的异质结的构建。这带来了电子和空穴的分离，电子迁移到ZnO层，空穴移动到聚合物层，从而提高了光生电子-空穴对的有效分离。此外，图4 b的能带图表明，当N-GQD负载到ZnO表面时，它们可以增强ZnO表面的Vo效应，提高光生电子的结合能力。N-GQDs与聚合物层之间的共轭和氢键使两种材料在紫外线照射下产生更多的光生电子-空穴对，从而增强光电流。

图4. 器件在紫外光照射下的光生载流子传输机制。（a）PET/ITO/ZnO/PEDOT-CH₂OH/ITO/PET 自供电紫外光电探测器中的光生载流子传输机理;(b) PET/ITO/N-GQDs/ZnO/PEDOT-CH₂OH/ITO/PET 自供电紫外光电探测器中的光生载流子传输机制

  在365 nm紫外光、0 V偏压下该器件实现了1.31 mA /W的响应率，且具有快速上升时间（0.078 s）和下降时间（0.093 s）。该探测器展现出优异的稳定性和快速光响应特性，此外，该光探测器在不同弯曲角度下均能保持稳定的光响应性能，

  如图5 a-f所示，随着弯曲角度的增加，I_pyro+photo下均能保持可重复的波形，这表明其具有稳定的性能和灵活性。轻微弯曲可通过增加有机-无机界面接触面积来提升性能。g-h表明该器件在经过1000次弯曲循环后仍能维持较高的光探测性能，为可穿戴电子设备提供了坚实支持，并为ZnO光探测器的改进提供了新的理论指导。

图5. 不同弯曲角度的照片：（a）0°，（b）30°（c）60°（d）90°（e）120°（f）150°;（g） 不同弯曲角度的 I-t 曲线 （h） 不同弯曲时间的 I-t 曲线。

  文章链接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120470

【作者介绍】

  吐尔逊·阿不都热依木：二级教授、博士生导师，担任新疆大学化学学院高分子化学与物理学科负责人，研究聚焦于高分子结构调控与高性能化，致力于将高分子材料应用于能源、环境与催化转化等关键领域，具体研究方向包括开发用于高效能源存储与转换器件的高分子复合材料、研发高性能通用高分子材料改性技术、设计用于环境污染物检测吸附与降解的功能高分子材料，以及开发用于绿色高效催化转化过程的新型高分子基催化剂或载体。至今以第一/通讯作者在Adv. Funct. Mater., Biosens. Bioelectron., Chem. Eng. J., J. Hazard. Mater, Carbon, Small, Compos. part B: Eng., Talanta, J. Power Sources, J. Colloid Interface Sci.等刊物上发表SCI论文近150余篇，高被引论文2篇，论文被引用2800余次，H指数28。研究成果分别获新疆维吾尔自治区自然科学一等奖、新疆大学第九届科学研究优秀成果一等奖、新疆大学第一届自然科学二等奖，第十四届疆维吾尔自治区优秀论文三等奖等奖励。

  如仙古丽·加玛力：教授，硕士生导师，新疆大学化学化工学院。主要从事高分子材料的高性能化与复合改性。至今以第一/通讯作者在Adv. Funct. Mater., Biosens. Bioelectron., Chem. Eng. J., Carbon, Small, Compos. Sci. Technol, J. Energy Storage, Constr. Build. Mater., Int. J. Biol. Macromol., Appl. Surf. Sci.等刊物上发表SCI论文115余篇，论文被引用1900余次，H指数24。

  刘一鸣，新疆大学化学学院2022级硕士研究生，师从吐尔逊·阿不都热依木教授。研究方向为柔性紫外光探测器的开发与应用。至今以第一作者在Journal of Alloys and Compounds等刊物上发表SCI论文1篇。荣获“第十二届中国大学生高分子材料创新创业大赛”三等奖。

  王亚军，新疆大学化学学院2023级硕士研究生，师从吐尔逊·阿不都热依木教授。研究方向为柔性紫外光探测器的开发与应用。至今以第一作者在Carbon刊物上发表SCI论文1篇。连续两年荣获研究生自治区学业奖学金，荣获“第十二届中国大学生高分子材料创新创业大赛”三等奖。