柔性电子器件在携带式的电子产品以及柔性电子显示方面所展现出的优异性能,已经引起了人们越来越多的关注。新型柔性电子器件的研究也对相关传感器的研究提出了更高的要求,需要传感器具备高灵敏度、高可靠性和稳定性等特点。红外探测技术是热成像、光学断层扫描、遥感、夜视、热伏以及光伏太阳能电池中的关键技术,在医学诊断、实时监控、新能源上都有重要的用途。传统的硅材料的红外探测性能比较有限,不适合长波红外的探测。尽管一些有机光电材料和溶液法制备的量子点等都对红外光具有一定的敏感性,但是它们在空气中不太稳定。因此,发展新型红外探测器是今后研究的必然趋势。
武汉光电国家实验室纳米能源技术与功能器件研究团队的博士后袁龙炎和硕士生代俊杰在周军教授、王中林教授的指导下,与实验室陆培祥教授团队、华中科技大学光电子科学与工程学院的范晓红老师、中山大学陈建教授课题组以及北京凝聚态国家实验室(筹)的白雪冬课题组一起开展了新型柔性红外探测器的研究工作。他们采用简单的火焰法在陶瓷片上生长了均匀的碳纳米颗粒并将其成功转移到柔性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)上,并制备出柔性的红外探测器件。研究表明,该红外探测器的响应时间为68毫秒,在红外光照射下最大的光电流变化达52.9%,比碳纳米管基复合材料的红外响应度提高了10倍以上。该器件具有优异的抗弯折性,在弯折100次后器件的电学性能基本保持不变。同时,该器件具有“ 自清洁”功能,使其能应用于较恶劣的环境中。该研究成果对基于碳纳米颗粒的柔性器件研究具有很好的推动作用。
该研究工作得到了国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划、全国优秀博士学位论文作者专项基金、华中科技大学启动基金、中国博士后科学基金以及中国科学院知识创新工程重大项目的支持。该研究结果于近期正式发表在ACS Nano杂志的网络在线版上(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn200571q)。
(责任编辑:陈智敏)