低温脉冲辐照技术助力柔性光电器件
金属无机化合物薄膜的合成通常需要高温通理，这阻碍了其在柔性基底上的应用。最近，香港城市大学（香港城大）的研究团队提出了脉冲辐照技术 (pulse irradiation technique)，该技术在超低温条件下以极短的时间合成各种薄膜。这种策略有效地解决了传统高温合成带来的兼容性和成本问题，而制备的热电薄膜在可见光和近红外光谱范围内表现出优异的光电性能，对可穿戴的电子产品和集成光电路具有良好的前景。
领导这项研究的香港城大协理副校长（企业）、材料科学及工程学系何颂贤教授指出：“可扩展的薄膜制备是满足下一代光电子设备需求的关键。我们在这项工作中取得的进展巧妙地避开了传统薄膜制备技术带来的困难，使其在实际应用中更具广泛适用性。”
这项研究中开发的低温合成技术的主要优势在于其可应用于各种柔性基底。此外，研究团队还发现了一个有趣的现象，即这些基板的热效应会影响到所得热电薄膜的光电响应。这一发现为实现宽光谱探测能力开辟了新的途径。
柔性光电器件的迫切需求推动了对高通能和低加工温度的先进技术的需求。然而，当需要晶体薄膜时，通常需要额外的高温处理。这种要求在与热不稳定的衬底和其他器件组件结合时会带来重大挑战。
为解决这个难题，研究团队提出了一种新颖的脉冲辐照合成方法，可以实现低加工温度和超短的反应时间，超越了传统技术的限制。
随着研究提出了一种新的低温制备金属硫化物薄膜的方法，光热电探测器在适合的柔性基底上能够实现更高的性能。为热成像方面的应用提供更多的可能性，例如安防监控、火灾检测、军事监视等领域。此外，光热电效应可以将看不见的红外光转换成电信号，因此在高速通信和光信号处理领域具有广泛的应用潜力。
展望未来，研究团队未来的计划主要包括优化性能和调整参数，拓展材料体系，以及探索实际应用的集成和可行性。这些努力旨在进一步提高低温合成金属无机化合物薄膜的潜力，为实现先进的柔性光电器件铺平道路。
研究成果已在《Nature Communications》（自然 – 通讯） 上发表，题为 <Pulse irradiation synthesis of metal chalcogenides on flexible substrates for enhanced photothermoelectric performance>。
如有查询，欢迎联络城大协理副校长（企业）、材料科学及工程学系何颂贤教授 （电邮：johnnyho@cityu.edu.hk）。