利用電化學(xué)陽(yáng)極氧化方法制備了高度有序的TiO_2納米管陣列,采用旋涂方法在納米管表面制作一層聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)∶聚(b乙x磺酸)(PEDOT∶PSS)薄膜構(gòu)建PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)并研究了其紫外探測(cè)性能。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)TiO_2納米管和PEDOT∶PSS進(jìn)行表面微觀形貌表征。通過(guò)測(cè)試不同光照強(qiáng)度、不同偏壓下的電壓-電流和電流-時(shí)間曲線研究PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)在紫外光(UV)下的光電探測(cè)性能。由于TiO_2納米管較高的比表面積和PEDOT∶PSS較高的透射率,PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)具有優(yōu)良的紫外光電探測(cè)性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在1 V偏壓和光照強(qiáng)度為2. 14 m W/cm2的375 nm紫外光照射下,PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)的光電流可達(dá)973. 5μA,響應(yīng)度為2. 23 A/W,外量子達(dá)736. 5%。原位聚合法原位聚合法是將單體或可溶性預(yù)聚體在基材表面聚合形成導(dǎo)電聚合物膜，主要包括直接聚合法、溶液聚合吸附法、化學(xué)氣相沉積法、氣相沉積聚合法、液相沉降聚合法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)的紫外探測(cè)結(jié)構(gòu)性能良好。

PEDOT以旋涂或者澆鑄成膜得到的電導(dǎo)率可達(dá)550S/cm，用氣相聚合法得到的聚合物更能達(dá)到1000S/cm。

　　PEDOT分散液的粘度實(shí)表征鍍膜后穩(wěn)定性的重要參數(shù)，粘度可在0.1-1000mPa?s（在20℃和100S-1的剪切速率下用流變儀測(cè)定），粘度j為40-150mPa?s.

　　實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)PEDOT粒徑明顯降低時(shí)，其粘度和“掛壁”現(xiàn)象明顯增大。國(guó)外文獻(xiàn)和專利均表明，超高壓均質(zhì)是降低PEDOT粒徑的金方法。通過(guò)超高壓均質(zhì)這樣一個(gè)手段，能夠改善樣品性能從而使應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備：ATS高壓均質(zhì)機(jī)，光散射粒度儀

　　樣品：PDEOT：PSS分散液

　　含量：固含量3-5%PH值為1

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩a(chǎn)品粒徑降低至100nm以下

　　評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：

　　1.樣品充分分散后，應(yīng)呈現(xiàn)類似“膠體”狀流動(dòng)狀態(tài)，粘度增大

　　2.導(dǎo)電性能需達(dá)到產(chǎn)品需求

　　3.粒徑分布均一，涂布成膜后均勻穩(wěn)定

　　基本實(shí)驗(yàn)流程：

　　1.將冷水機(jī)溫度設(shè)置為-5℃，待溫度充分降低之后，可開(kāi)始準(zhǔn)備均質(zhì)處理

　　2.低壓800bar處理三遍取樣，高壓1000bar處理五遍取樣，高壓1500bar處理五遍取樣

　　3.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意隨著均質(zhì)處理溫度升高，如果冷水機(jī)溫度不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，應(yīng)暫停實(shí)驗(yàn)或更換冷水機(jī)和換熱設(shè)備

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

　　1.隨著均質(zhì)壓力和次數(shù)的增加，樣品的顏色有一定程度的變淺

　　2.均質(zhì)前的沉淀物，均質(zhì)之后靜置后樣品狀態(tài)穩(wěn)定不沉淀

　　3.均質(zhì)處理后，樣品溫度會(huì)略微升高，此時(shí)在試管中的流動(dòng)狀態(tài)仍為液體。靜置后溫度降低，“粘壁”現(xiàn)象會(huì)較為明顯。

近期，理化技術(shù)研究所仿生材料與界面科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江雷團(tuán)隊(duì)研究員王京霞與蘭州大學(xué)郭金山合作，在PEDOT光子晶體上實(shí)現(xiàn)了多彩圖案的水寫和電擦。他們通過(guò)電聚合制備聚3，4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）光子晶體（PEDOT-IO-0），發(fā)現(xiàn)所制備PEDOT-IO具有四種狀態(tài)和三種不同的開(kāi)關(guān)形式：個(gè)開(kāi)關(guān)是從PEDOT-IO-0到PEDOT-IO-I（中性態(tài)）的不可逆的還原過(guò)程。PSS含有兩x官能團(tuán)，磺酸又是強(qiáng)酸，所以它不僅可以作為分散劑，改善PEDOT的溶解性，而且可以作為平衡電荷的摻雜劑，提高PEDOT的電導(dǎo)率。第二個(gè)開(kāi)關(guān)是PEDOT-IO-I（中性態(tài)）和PEDOT-IO-I（氧化態(tài)）之間的可逆電化學(xué)過(guò)程，伴隨著由于離子摻雜/脫摻雜引起的可逆帶隙（結(jié)構(gòu)顏色）變化。第三個(gè)開(kāi)關(guān)是水處理PEDOT-IO-I（氧化態(tài)）形成PEDOT-IO-II，由于水誘導(dǎo)LiClO4分子（Li 和ClO4-離子）的去除和周期性結(jié)構(gòu)收縮，引起光晶帶隙的藍(lán)移。

通過(guò)將PEDOT-IO-1(Ox)水誘導(dǎo)LiClO4分子去除效應(yīng)與PEDOT-IO-I的電化學(xué)調(diào)制相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)可逆的水寫/電擦多色光晶圖案。該研究工作為基于光子晶體的光學(xué)材料和器件的制備提供新的思路。