二氧化鈦納米管(titanium dioxide, TiO2)廣泛使用于空氣凈化、自潔表面制作、光伏裝置、感知器以及生醫領域。摩爾多瓦、澳洲與英國研究人員最近開發出一種新方法，利用聚焦激光束改變這些納米管狀結構的折射率，此結果能進一步擴展這些材料的應用潛能。
此新技術使用聚焦激光束直接照射于TiO2納米管薄膜表面上，光束所造成的熱能可控制薄膜的局部結晶結構，因此改變了材料的折射率。此研究團隊由摩爾多瓦科技大學(Technical University of Moldova) Ion Tiginyanu所領軍，他們在0 °C的電解液(含乙二醇和氫氟酸)中對鈦薄膜進行陽極氧化處理以產生TiO2納米碳管薄膜。此技術產生有序納米管數組并以2D六角晶格排列。
實驗結果發現，以聚焦激光束照射TiO2薄膜可產生兩種不同晶相：銳鈦礦(anatase) 與金紅石(rutile)。此激光處理可產生這兩種晶相的組合，或是銳鈦礦相的單獨存在。優點在于此寫入效果似乎具永久性，形成之后便難以改變此銳鈦礦相。當激光功率高于0.4×105 W cm–2時，納米碳管結構會形成金紅石核心及銳鈦礦殼層。然而，激光功率須保持于1×105 W cm–2 之下才能保持納米管矩陣的初始形貌。
Tiginyanu解釋，銳鈦礦和金紅石相的形成乃是由于激光所產生的高溫。最熱的激光光點中心區域會產生金紅石結構，而溫度較低的圓周區域則導致銳鈦礦的形成。該研究團隊使用微拉曼(micro-Raman)及微陰極發光(micro-cathodoluminescence)掃描系統確認此兩種不同材料相的特征，并且證明這兩種結構有不同的折射率。
激光束處理后的TiO2納米管可望用來制作光波導、分光器、環形共振器以及其它光電結構，而如此無須光罩的直接寫入技術可望大幅增加這些納米管結構的應用領域。該研究團隊包含澳洲新南韋爾斯大學。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
