近年來，硫族鈣鈦礦材料因其優(yōu)異的光電性能和熱穩(wěn)定性而備受關(guān)注。然而，傳統(tǒng)的正交晶系硫族鈣鈦礦材料由于其較大的帶隙，通常在近紅外區(qū)域的應(yīng)用受到限制。新型的六方硫族鈣鈦礦Sr₈Ti₇S₂₁具有準(zhǔn)一維的六方結(jié)構(gòu)和顯著降低的帶隙，能夠?qū)崿F(xiàn)從可見光到近紅外區(qū)域的全光譜吸收?；谄洫?dú)特的光、熱和電學(xué)特性，Sr₈Ti₇S₂₁在光熱探測(cè)和熱敏器件領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。鄭州大學(xué)韓炎兵和史志鋒等人通過硫化處理SrTiO₃粉末，成功合成了Sr₈Ti₇S₂₁的粉末、塊體、厚膜和薄膜等多種形式。實(shí)驗(yàn)表明，該材料在空氣中可穩(wěn)定至400 °C，展現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。

Sr₈Ti₇S₂₁表現(xiàn)出負(fù)溫度系數(shù)特性，其電阻隨溫度升高而降低。此外，Sr₈Ti₇S₂₁在可見光和近紅外區(qū)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的光吸收能力，使其適用于高效的光熱轉(zhuǎn)換應(yīng)用?；谠摬牧系墓鉄岚l(fā)電機(jī)能夠在光照下快速升溫，并通過溫差產(chǎn)生電能。在標(biāo)準(zhǔn)1 sun光照下，該材料表面溫度可升高至42.6 °C，其開路電壓和短路電流分別達(dá)到179 mV和46 mA。此外，該材料還表現(xiàn)出對(duì)980 nm激光的高效響應(yīng)，能夠同時(shí)檢測(cè)光和熱信號(hào)。基于Sr₈Ti₇S₂₁的多功能特性，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用Sr₈Ti₇S₂₁的光熱電效應(yīng)，能夠檢測(cè)火焰的光和熱信號(hào)，并提供火焰的方向信息。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)對(duì)火焰的檢測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到100%，定位誤差小于±7.5°。

本研究通過系統(tǒng)地表征和應(yīng)用開發(fā)，展示了六方硫族鈣鈦礦Sr₈Ti₇S₂₁在光熱電探測(cè)領(lǐng)域的巨大潛力。其低帶隙、高吸收和多功能特性使其成為一種理想的材料，可用于熱敏電阻、光熱發(fā)電機(jī)和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等多種應(yīng)用場(chǎng)景。未來，這種材料有望在能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。