悬浮玻璃碳丝的受控焦耳加热用于局部化学气相沉积

摘要： 本文首次实现了悬浮玻璃碳丝上WO3-x的局部化学气相沉积。该工艺基于SU-8支架的光刻图案化、SU-8纤维的近场静电纺丝及其热解，最终形成具有已知直径和长度的玻璃碳丝悬浮于玻璃碳支架上的整体式碳结构。通过电流流经碳丝产生焦耳热来提供WO3-x沉积所需温度。沉积从碳丝中点开始，随电流增大逐渐延伸至两端。涂层厚度与长度取决于所施加的电流值，且可通过测量碳丝的电压-电流特性实时监测涂层演变过程。我们成功在直径780纳米至2.95微米的玻璃碳丝上制备了厚度71纳米至1.4微米均匀多晶的WO3-x涂层。这种悬浮玻璃碳丝可作为多种过渡金属氧化物（TMO）涂层的通用沉积平台，为催化和气体传感等应用领域的碳-TMO复合结构开辟了新途径。