3D打印技術(shù)在寬帶光電探測器領(lǐng)域應(yīng)用

一維納米材料在寬光譜范圍內(nèi)的光學(xué)傳感現(xiàn)象在光電探測器領(lǐng)域具有廣泛的前景。而在該領(lǐng)域，一維二氧化鈦納米管具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)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(lǐng)域是研究熱點(diǎn)。

如圖a-d所示，華中科技大學(xué)的Zhi Zheng, Fuwei Zhuge等人通過采用同軸靜電紡絲技術(shù)，利用鈦酸異丙酯液和高聚物的混合液作為前驅(qū)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(yīng)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(diǎn)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(diǎn)（QDs）的引入，如圖所示在紫外光區(qū)和整個(gè)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(gè)可見光區(qū)的光電檢測。同時(shí)，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(shù)低成本制備，這為一維納米材料在光電探測器領(lǐng)域提供了更多可能。相信隨著靜電紡絲技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，這一領(lǐng)域未來將會具備更廣闊的應(yīng)用前景。

作者： 唐昊煜 賀健康
來源：3D打印分會中國機(jī)械工程學(xué)會