低溫脈衝輻照技術助力柔性光電器件
金屬無機化合物薄膜的合成通常需要高溫通理，這阻礙了其在柔性基底上的應用。最近，香港城市大學（香港城大）的研究團隊提出了脈衝輻照技術 (pulse irradiation technique)，該技術在超低溫條件下以極短的時間合成各種薄膜。這種策略有效地解決了傳統高溫合成帶來的兼容性和成本問題，而製備的熱電薄膜在可見光和近紅外光譜範圍內表現出優異的光電性能，對可穿戴的電子產品和集成光電路具有良好的前景。
領導這項研究的香港城大協理副校長（企業）、材料科學及工程學系何頌賢教授指出：「可擴展的薄膜製備是滿足下一代光電子設備需求的關鍵。我們在這項工作中取得的進展巧妙地避開了傳統薄膜製備技術帶來的困難，使其在實際應用中更具廣泛適用性。」
這項研究中開發的低溫合成技術的主要優勢在於其可應用於各種柔性基底。此外，研究團隊還發現了一個有趣的現象，即這些基板的熱效應會影響到所得熱電薄膜的光電響應。這一發現為實現寬光譜探測能力開闢了新的途徑。
柔性光電器件的迫切需求推動了對高通能和低加工溫度的先進技術的需求。然而，當需要晶體薄膜時，通常需要額外的高溫處理。這種要求在與熱不穩定的襯底和其他器件組件結合時會帶來重大挑戰。
為解決這個難題，研究團隊提出了一種新穎的脈衝輻照合成方法，可以實現低加工溫度和超短的反應時間，超越了傳統技術的限制。
隨著研究提出了一種新的低溫製備金屬硫化物薄膜的方法，光熱電探測器在適合的柔性基底上能夠實現更高的性能。為熱成像方面的應用提供更多的可能性，例如安防監控、火災檢測、軍事監視等領域。此外，光熱電效應可以將看不見的紅外光轉換成電信號，因此在高速通信和光信號處理領域具有廣泛的應用潛力。
展望未來，研究團隊未來的計劃主要包括優化性能和調整參數，拓展材料體系，以及探索實際應用的集成和可行性。這些努力旨在進一步提高低溫合成金屬無機化合物薄膜的潛力，為實現先進的柔性光電器件鋪平道路。
研究成果已在《Nature Communications》（自然 – 通訊） 上發表，題為 <Pulse irradiation synthesis of metal chalcogenides on flexible substrates for enhanced photothermoelectric performance>。
如有查詢，歡迎聯絡城大協理副校長（企業）、材料科學及工程學系何頌賢教授 （電郵：johnnyho@cityu.edu.hk）。