利用電化學(xué)陽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性能。通過掃描電子顯微鏡(SEM)對TiO_2納米管和PEDOT∶PSS進行表面微觀形貌表征。通過測試不同光照強度、不同偏壓下的電壓-電流和電流-時間曲線研究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)良的紫外光電探測性能。實驗發(fā)現(xiàn),在1 V偏壓和光照強度為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973. 5μA,響應(yīng)度為2. 23 A/W,外量子達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。實驗結(jié)果表明PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)的紫外探測結(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550S/cm，用氣相聚合法得到的聚合物更能達到1000S/cm。

　　PEDOT分散液的粘度實表征鍍膜后穩(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定），粘度j為40-150mPa?s.

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

　　實驗設(shè)備：ATS高壓均質(zhì)機，光散射粒度儀

　　樣品：PDEOT：PSS分散液

　　含量：固含量3-5%PH值為1

　　實驗?zāi)康模簩a(chǎn)品粒徑降低至100nm以下

　　評判標準：

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

　　2.導(dǎo)電性能需達到產(chǎn)品需求

　　3.粒徑分布均一，涂布成膜后均勻穩(wěn)定

　　基本實驗流程：

　　1.將冷水機溫度設(shè)置為-5℃，待溫度充分降低之后，可開始準備均質(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.實驗中應(yīng)注意隨著均質(zhì)處理溫度升高，如果冷水機溫度不能滿足實驗要求，應(yīng)暫停實驗或更換冷水機和換熱設(shè)備

　　實驗現(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，樣品溫度會略微升高，此時在試管中的流動狀態(tài)仍為液體。靜置后溫度降低，“粘壁”現(xiàn)象會較為明顯。

近期，理化技術(shù)研究所仿生材料與界面科學(xué)重點實驗室江雷團隊研究員王京霞與蘭州大學(xué)郭金山合作，在PEDOT光子晶體上實現(xiàn)了多彩圖案的水寫和電擦。他們通過電聚合制備聚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)和三種不同的開關(guān)形式：個開關(guān)是從PEDOT-IO-0到PEDOT-IO-I（中性態(tài)）的不可逆的還原過程。PSS含有兩x官能團，磺酸又是強酸，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。第二個開關(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。第三個開關(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，引起光晶帶隙的藍移。

通過將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。