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2011年

柔性二氧化钛纳米线布及其在纳米器件上的应用新进展

来源:武汉光电国家研究中心     作者:    发布时间:2011年11月28日    浏览:

近年来,柔性电子器件的研究备受瞩目,特别是高度有序阵列的薄膜柔性材料因其突出的性能为柔性器件的研究提供了新思路,受到科研工作者的青睐。而做为一种新型柔性材料,碳纤维布作为基底用于纳米结构的直接生长外,还发现可以在高温下去除而使得其纳米结构保留碳布原有的柔性和可编织结构,将这种特殊结构的柔性薄膜转移到不同衬底上能够满足不同的器件应用需求,特别是柔性器件领域。二氧化钛(TiO2),作为一种宽禁带半导体材料,由于其出色的物理化学特性,在环境保护染料降解和光电器件方面有着广泛的应用,特别是大面积一维纳米结构的二氧化钛的研究更加引人令人关注。
光电家实验室纳米能源技术与功能纳米器件研究中心与格兰泽尔介观太阳能电池研究中心合作,采用低温微波辅助水热法,以碳纤维布为模板,高温煅烧处理得到纳米棒自组装的柔性二氧化钛空心纤维布。将该柔性薄膜转移至导电玻璃制作器件用于染料敏化太阳能电池和日盲型紫外光探测器,展现出优异的光电性能,太阳能电池光电转换效率达到2.21%以及紫外光探测器开关比达到65,响应上升时间与下降时间分别是1.4s和6.1s,对345nm波长有很好的窄带紫外光光谱响应。所制备的二氧化钛薄膜具有良好的可转移性,能够很容易地转移到任意基底上,因而在光电电器件的低成本制造与应用方面有着巨大的发展潜力。同时,还进行了其光催化性能的研究,这种二氧化钛布在紫外光下对于有机染料表现出了明显的降解能力,而这种无需支撑物并具有很好机械强度的布状薄膜,使其作为一种可回收重复利用的光催化材料,解决了光催化材料不可回收所造成的二次污染问题,也为环境污染处理的研究提供了新思路。
该研究工作得到了国家自然科学基金、973计划、湖北省自然科学基金、高等教育博士点研究基金以及武汉光电国家实验室主任基金等的资助。研究成果已发表在美国化学会ACS Nano, 2011, 5 (10), pp 8412–8419(2011年影响因子9.885)。

(责任编辑:陈智敏)