【所属领域】

光电信息、新材料

【痛点问题】

红外传感器广泛应用于工业、医疗和环境等领域，其研发与生产水平关系到国家安全、国民经济和环保事业的发展。目前国内对于热释电红外传感器的开发相对落后，其核心敏感材料的制备更是少之又少。以日本、美国为主的少数国家掌握着热释电材料制备及器件开发的成熟技术。因此，国内开发高性能热释电红外传感核心敏感材料显得格外重要。

【成果介绍】

热释电效应是指极化随温度改变的现象。当温度改变时，极化发生变化，原先的自由电荷不能再完全屏蔽束缚电荷，于是表面出现自由电荷，它们在附近空间形成电场，对带电微粒有吸引或排斥作用。如果与外电路联接，则可在电路中观测到电流。热释电红外传感器是一种利用热释电效应的温度敏感性传感器，其独特的滤光片可以使人体发出的9～10μm的红外光通过，不需要接触人体就能检测出人体辐射能量的不同及变化，并把它转换成电压信号输出。通过将信号放大，就可以驱动各种控制电路，可广泛应用在智能家居、智能控制、防盗报警等多种场景下。本成果独立开发高性能热释电红外敏感材料及传感器，如下图所示：

【优势分析】

1.项目组掌握独立开发高性能热释电红外敏感材料的制备技术，制备的红外敏感材料经过送样、装配，器件性能可与国内外相同产品媲美，得到了市场的广泛认可；

2.项目组配套合作企业，能够实现从材料制备、材料加工以及器件装配等完整生产流程；

3.项目组正在加紧对高温热释电敏感材料及环保无铅型热释电敏感材料的研发。

【技术指标】

本成果已具有成熟稳定的生产工艺，器件性能技术指标如下（各指标均达到市场要求）：

【成果展示】

【应用场景】

智能照明

热释电传感器相比于传统物理照明而言，不需要进行手动控制即可完成照明需求，更具便捷性、智能性；相比于声光控的产品而言，更具可靠性、抗干扰性。基于热释电传感器的红外自动感应灯能够准确感知人体红外辐射，实现“人进灯亮，人离灯灭”的智能照明方案。

感应开关

负载搭载高性能红外传感器，利用热释电红外传感器来检测移动人体的红外辐射，只要人体在其探测范围内横切经过，红外自动开关就会产生电信号，启动负载。基于热释电红外传感器的感应开关搭载于空调，电视等家电能够构建智能的居家环境。

智能安防

热释电红外传感器能够搭建出防盗报警系统，使用先进的信号分析处理技术，在监测区采集到人体入侵状态时，即可向控制主机发送报警信号。可广泛应用于家庭住宅，商场仓库等场所。

【市场前景】

热释电红外传感器可应用于多个领域，例如智能照明（人体感应灯），感应开关，智能家居，安防产品，工业自动化控制等。互联网用户数量的增加和智能设备的日益普及以及对节能和低碳排放解决方案的需求不断增长是推动市场的关键因素。随着社会高度发展，人们对生活水平要求越来越高，智能家居领域成为热释电红外传感器最大的市场，目前国内外智能家居市场超千亿级别，若能将热释电红外传感器应用于更多的家居场景，未来，热释电红外传感器相关市场或将达到百亿级别。

【知识产权】

本成果申请多项中国发明专利，下表是部分展示：

【合作方式】

技术许可、技术转让、作价入股、技术开发、技术服务、面谈等

【专家介绍】

张光祖，博士，宾夕法尼亚州立大学博士后，华中科技大学光学与电子信息学院、武汉光电国家研究中心教授，博士生导师，敏感陶瓷教育部工程研究中心副主任，光学与电子信息学院院长助理，中国复合材料学会介电高分子复合材料与应用专业委员会和中国仪表功能材料学会电子元器件关键材料与技术专业委员会委员。以第一或通讯作者发表SCI论文50余篇，共发表Nature在内的论文100余篇，引用3000余次。承担国家自然科学基金和企业产业化项目等20余项。拥有美国专利一项、国家发明专利15项，获日内瓦国际发明展会银奖2项。多项成果被社会应用和企业产业化。2018年获中国物理学会电介质物理专业委员会和中国硅酸盐学会特种陶瓷分会分别颁发的“优秀青年奖”，2021年获中国仪表功能材料学会电子元器件关键材料与技术专业委员会颁发的“青年才俊奖”。

【联系方式】

成果编号：CG22035