可见光光传感器具有高量子效率、快速响应时间和低功耗等特点，已广泛应用于生物传感、环境监测、自动驾驶和保密通信等领域[1], [2], [3]。特别是，基于半导体材料构建的可见光光传感器，具有高度集成、低暗电流和优异的探测稳定性等特点，已成为当前的研究热点[4], [5], [6]。在现有的半导体体系中，硒化铜作为一种典型的金属硫化物半导体材料，具有多种化学计量比（如CuSe、Cu2Se、CuSe2、Cu3Se2）和晶体结构。其中，Cu3Se2凭借其优异的光吸收系数、高化学稳定性、无毒特性和低成本等优势，已成为可见光探测领域极具前景的候选材料[7], [8]。
迄今为止，已成功制备了多种类型的Cu3Se2纳米结构，主要包括纳米颗粒[9]、纳米片[10]、纳米线[11]、纳米球[12]等。与这些结构相比，管状结构通常具有快速的电子迁移、几何各向异性和尺寸效应。特别是，高长径比和大比表面积的协同效应能够有效延长光程并实现光捕获，从而显著增强光吸收能力和捕获效率[13], [14]。因此，合理推测Cu3Se2纳米管（NTs）可作为实现优异光探测性能的理想结构。不幸的是，纳米管的合成仍是一项极具挑战性的研究课题。此外，Cu3Se2的研究领域主要集中在光催化方面[15], [16], [17], [18]。仅Cheraghizade等人合成了球形Cu3Se2纳米颗粒并探索了其探测性能及机制[12]。目前，用于可见光探测的Cu3Se2纳米管的可控合成仍存在较大不足，相关研究仍处于起步阶段。
此外，为了进一步提高Cu3Se2的光电探测性能，构建异质结已成为有效抑制光生载流子复合的有效策略[19]。例如，Nouri等人制备了Cu3Se2/rGO纳米复合材料，显著抑制了电子-空穴对的复合[20]。Qiao等人报道了具有有效光生载流子分离的Cu1.8Se/Cu3Se2复合材料的合成[21]。Cao等人获得了显著提高了载流子分离效率的Cu3Se2/CdTe纳米簇[22]。同时，异质结的形成还显著增强了光吸收能力。此外，内建电场的产生促进了光生载流子的高效分离和定向传输。因此，异质结的构建是提高光电性能的重要策略。
作为一种窄带隙（约1.3 电子伏特）半导体材料，Bi2S3因其高载流子迁移率、储量丰富和成本低廉等优点而引起了研究人员的广泛关注[23], [24]。更重要的是，Cu3Se2和Bi2S3由于其合适的价带和导带，能够形成能带对齐，从而促进载流子的高效分离。因此，合理预期Cu3Se2/Bi2S3异质结的构建能够实现优异的可见光探测性能。在现有的异质结类型中，一维（1D）/二维（2D）混合维异质结不仅保留了传统异质结的优点，还利用了与维度和形貌相关的独特特性[25], [26]。显著的是，纳米管/纳米片的紧密核壳结构有效整合了1D纳米管内定向载流子传输和（2D）结构的高面内迁移率的特性。这种协同效应促进了载流子的高效分离和传输，从而增强了光探测性能[27]。因此，组装由1D Cu3Se2纳米管（NTs）和2D Bi2S3纳米片（NFs）组成的核壳结构混合维异质结，有望获得优异的可见光探测性能。然而，据我们所知，关于混合维Cu3Se2纳米管/Bi2S3纳米片核壳异质结的合成并将其应用于自供电可见光光传感器的报道几乎为零。
本研究中，通过溶液法合成了均匀的Cu3Se2纳米管，并在室温下将分级Bi2S3纳米片修饰于其表面，从而构建了1D Cu3Se2纳米管/2D Bi2S3纳米片异质结。研究了霜状Cu3Se2/Bi2S3核壳异质结的形貌、微观结构、元素组成和晶体结构。同时，基于上述合成的核壳异质结样品组装了自供电可见光传感器，并研究了其在蓝光（470 纳米）和绿光（530 纳米）下的可见光探测性能。此外，还考察了所制备传感器的自供电探测机制。显著的是，系统性地探索了Cu3Se2/Bi2S3可见光传感器在可见光照下的可视化成像能力。
