基于WS2/SiHMs异质结的环境光免疫近红外光探测器，通过CNN集成实现高血压分类

《Advanced Healthcare Materials》：Ambient-Light-Immune NIR Photodetector Based on WS2/SiHMs Heterojunction for Hypertension Taxonomy Via CNN Integration

高血压监测技术中环境光干扰问题，本研究采用脉冲激光沉积法制备六角微孔WS?/Si异质结光电探测器，通过金属相特性实现近红外波段（700-1550nm）响应和>103光谱抑制比，结合定制电路与卷积神经网络模型，使心率估算准确率提升，心血管疾病筛查准确度达90%以上。

　　

摘要

高血压是全球主要的死亡原因之一，也是多种严重疾病的重要风险因素。然而，在日常生活中，使用光电容积描记法（PPG）技术持续监测和准确获取血压（BP）值面临着诸多挑战。高保真度的PPG波形采集尤其容易受到环境光干扰的影响。本文采用脉冲激光沉积（PLD）方法制备了一种具有抗环境光干扰能力的WS₂/Si六角形微孔（WS₂/SiHM）异质结光电探测器。该器件利用了PLD-1T-WS₂独特的金属相特性，表现出优异的性能：宽广的近红外（NIR）光谱响应范围（700–1550 nm）以及出色的可见光抑制能力，其光谱抑制比率超过10³。这些特性结合定制设计的电路，使得即使在复杂的环境光条件下也能可靠地获取PPG波形。与商用宽带硅光电二极管相比，该器件在环境光抑制和心率估计精度方面表现出更优的性能。此外，当与卷积神经网络结合使用时，该系统的 hypertension 分类准确率可超过90%，显示出其在高血压风险评估中的巨大应用潜力。这项工作为可穿戴健康监测中的抗环境光干扰NIR光电探测器技术提供了一种新的解决方案，有效应对了长期以来在连续、无创心血管监测方面存在的挑战。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。