美國(guó)佐治亞理工學(xué)院（GeorgiaInstituteofTechnology）王中林教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組最近利用肖特基特性制備出高性能傳感器——紫外光傳感器和生物傳感器。與傳統(tǒng)的基于歐姆接觸的傳感器相比，這些傳感器不僅把靈敏度提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，而且其反應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間也有數(shù)量級(jí)上的改善。這一發(fā)現(xiàn)為傳感器的進(jìn)一步發(fā)展提出了一個(gè)重要的新思路。

　　傳統(tǒng)的傳感器依賴納米線的表面效應(yīng)（側(cè)面）和氣體或生物分子在表面的吸附和解吸附過程。為了提高器件對(duì)光、化學(xué)氣體或生物分子的靈敏度，納米線需要非常小，從而其表面效應(yīng)能夠顯著。同時(shí)研究人員采用歐姆接觸來降低接觸電阻的影響，從而進(jìn)一步突出表面效應(yīng)。另外，分子在表面的吸附和解吸附是一個(gè)相對(duì)較慢的過程，這也導(dǎo)致相應(yīng)的傳感器反應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，甚至在100秒以上，這也嚴(yán)重地限制了傳感器的應(yīng)用。

　　王中林教授領(lǐng)導(dǎo)的小組深入分析比較了肖特基接觸和歐姆接觸的原理和特點(diǎn)，提出了肖特基接觸也可以用于構(gòu)造傳感器，而且其性能可以更好。基于這一想法，他們成功研制出紫外光傳感器和生物傳感器，其結(jié)果分別發(fā)表于《應(yīng)用物理快報(bào)》（AppliedPhysicsLetters,2009,94,191103）和《先進(jìn)材料》（AdvancedMaterials,2009,21,online）。這一新型紫外光傳感器不僅靈敏，其反應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間也有了質(zhì)的飛躍。采用同樣氧化鋅納米線但兩端是歐姆接觸的傳感器在開關(guān)紫外光后恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)417秒，而基于肖特基的傳感器僅僅0.8秒。利用高分子進(jìn)行表面修飾后其恢復(fù)時(shí)間進(jìn)一步縮短到0.02秒，從而達(dá)到了四個(gè)數(shù)量級(jí)的提高。與此相似，采用同樣氧化鋅納米線但兩端是歐姆接觸的傳感器對(duì)生物分子沒有明顯響應(yīng)。改用肖特基后，傳感器不僅有顯著的響應(yīng)，并且響應(yīng)和恢復(fù)非常迅速。對(duì)于生物分子傳感，其靈敏度提高了三到四個(gè)數(shù)量級(jí)，并能有效區(qū)分出所帶電荷的正負(fù)。

　　這些新型傳感器的優(yōu)異性能歸功于肖特基接觸。肖特基勢(shì)壘和界面附近的內(nèi)建電場(chǎng)對(duì)電流的傳輸起到關(guān)鍵作用，而納米線主體和表面的影響則相對(duì)較弱。外界因素（紫外光或生物分子）可以直接影響肖特基勢(shì)壘和界面附近的內(nèi)建電場(chǎng)。這一變化可以比表面效應(yīng)更為顯著地調(diào)制通過傳感器的電流，從而提高了器件的靈敏度。肖特基勢(shì)壘和內(nèi)建電場(chǎng)的變化和對(duì)電流的調(diào)制可以在極短的時(shí)間內(nèi)完成，所以這一新型傳感器擁有了基于歐姆接觸的傳感器無可比擬的反應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間。