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的光學傳感現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