3D打印技術在寬帶光電探測器領域應用

一維納米材料在寬光譜范圍內(nèi)的光學傳感現(xiàn)象在光電探測器領域具有廣泛的前景。而在該領域，一維二氧化鈦納米管具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性和機械強度。而由于電荷收集傳輸效率的提高，二氧化鈦納米管陣列的光電性能更為優(yōu)異，在光伏和光催化領域是研究熱點。

如圖a-d所示，華中科技大學的Zhi Zheng, Fuwei Zhuge等人通過采用同軸靜電紡絲技術，利用鈦酸異丙酯液和高聚物的混合液作為前驅體，重油作為填料，并在紡絲后高溫加熱得到了二氧化鈦納米管陣列。但由于二氧化鈦禁帶寬度較寬，該陣列只能應用于紫外光區(qū)的光電探測。因此，他們將鈣鈦礦溶液旋涂到二氧化鈦納米管陣列中，得到被許多鈣鈦礦型量子點覆蓋的納米管，如圖e所示。

與單純的二氧化鈦納米管陣列相比，這種陣列由于鈣鈦礦型量子點（QDs）的引入，如圖所示在紫外光區(qū)和整個可見光區(qū)都會有良好吸光效果，即可以用于紫外光區(qū)和整個可見光區(qū)的光電檢測。同時，它在高溫以及彎折條件下光電穩(wěn)定性良好。

顯然這種性能優(yōu)異的二氧化鈦納米管陣列可以利用同軸靜電紡絲技術低成本制備，這為一維納米材料在光電探測器領域提供了更多可能。相信隨著靜電紡絲技術進一步發(fā)展，這一領域未來將會具備更廣闊的應用前景。

作者： 唐昊煜 賀健康
來源：3D打印分會中國機械工程學會