研究目的
开发一种利用含半导体颗粒的复合薄膜中形成的电容变化来实现的可拉伸光电探测器,以解决传统光电探测器在机械柔性和形变下灵敏度方面的局限性。
研究成果
该研究通过将ZnS:Cu颗粒分散于可拉伸聚合物PUU中,成功制备出一种可拉伸的电容式光电探测器。该器件展现出高灵敏度、快速响应时间、机械可拉伸性、光学透明性及波长选择性。其电容传感机制的工作原理无需半导体颗粒与电极直接接触,使得器件即便在遭受切割等严重损伤后仍能正常工作。
研究不足
该研究承认,当应变超过50%时,器件的光开关特性会变得不稳定。此外,较长的衰减时间归因于ZnS:Cu颗粒与作为深陷阱的聚合物之间存在大量界面。
1:实验设计与方法选择:
研究通过合成透明且可拉伸的聚氨酯-脲(PUU)聚合物来分散ZnS:Cu颗粒,形成传感层。该器件由两片相对的透明电极构成,分别采用银纳米线(AgNWs)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成。
2:样本选择与数据来源:
选用具有半导体特性的ZnS:Cu微粒,并优化其在PUU中的分散性以形成传感层。
3:实验设备与材料清单:
材料包括聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二丁胺、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、异丙醇、异佛尔酮二胺、SYLGARD 184弹性体套装及聚氨酯(PU)颗粒;设备包含紫外-可见分光光度计、非接触式测量系统、场发射扫描电镜(FE-SEM)、自动拉伸测试机及LCR测试仪。
4:实验流程与操作步骤:
通过旋涂与固化工艺依次制备PDMS层、PU层、AgNWs层及ZnS:Cu-PUU复合层,最终层压完成器件组装。
5:数据分析方法:
采用LCR测试仪测量光照下的电容变化,利用紫外-可见分光光度计分析光学特性。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
UV–visible spectrophotometer
Jasco V-560
Jasco
Measuring the optical transmittance of the films
-
Field-emission scanning electron microscope
JSM6700F
JEOL Ltd.
Investigating the microstructure
-
Inductance–capacitance–resistance meter
HP4284A
Agilent
Measuring sample capacitance upon light irradiation
-
Non-contact measurement system
EC-80P
Napson Corp.
Measuring the sheet resistance (Rs)
-
Automatic stretch-testing machine
Stretching Tester
Jaeil Optical System
Measuring the long-term reliability under repeated cycles of stretching
-
登录查看剩余3件设备及参数对照表
查看全部