人体发出的热辐射主要在长波红外区域（8鈥?4.渭m） 其特征在于低光子能量和低功率强度。
最近，由中国科学院大连化学物理研究所（DICP）副教授卢晓伟、姜鹏教授和鲍新和教授领导的一个研究团队设计了一种高灵敏度长波红外探测器，能够实现低功耗、非接触式人机交互。
这项研究发表在7月11日的《高级材料》杂志上。
作为一种热探测器，光电热电探测器以其在非制冷和自供电工作模式下的宽带光谱响应而闻名，这涉及两个独立的能量转换过程：光热转换和热电转换。
商业光电热电探测器通常采用热电堆布置来倍增电压信号，并且需要复杂的微机电系统制造技术。当检测微弱的人体辐射时，由于小电压信号（大约几十或几百微伏），通常使用具有高信噪比的附加采集电路。
在这项工作中，研究人员设计了一种基于SrTiO3-x/CuNi异质结构的新型热电堆。
一方面，这种异质结构将CuNi合金的高电导率与SrTiO3-x的高塞贝克系数协同耦合。另一方面，由于自由载流子吸收和声子共振吸收的结合，这种异质结构具有宽带光吸收能力。
得益于这些特性，SrTiO3-x/CuNi基热电堆对人体辐射表现出高灵敏度。输出信号电平达到13mV，噪声电压为10nV/Hz1/2。进一步构建了热电堆阵列，以实现手势、阿拉伯数字和字母的非接触实时识别。
“这项工作提供了一种可靠的策略，将人体辐射整合到非接触式人机交互中，这可能在某些人机交互领域发挥重要作用，在这些领域，卫生和安全成为关键问题，”蒋教授说。
