大尺寸多壁碳纳米管薄膜光电响应研究

"探索了大面积多壁碳纳米管（MWCNT）薄膜在激光照射下的光响应。实验表明，光诱导电流几乎与偏置电压线性响应。光电流依赖于激光照射点位置，最大光电流发生在金属-薄膜界面，而最小光电流出现在两个电极之间。我们认为这种由铝电极与MWCNT形成的肖特基结产生的光生激子是造成这种现象的原因。" 在光学领域，碳纳米管（CNTs）因其独特的物理和化学特性备受关注。单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）的研究已广泛展开，特别是在它们与光的相互作用方面，这为开发新型纳米光电子设备提供了可能。本研究主要关注MWCNT薄膜的光响应特性。 Freitag等人对孤立的SWCNT的光导性质进行了研究，Levisky等人则调查了薄碳纳米管随机网络的光导性。对于MWCNT宏观束的研究也发现了光响应现象。进一步地，有人分析了MWCNT薄膜在紫外到可见光范围内的光电响应。Feng等人研究了TiO2纳米粒子修饰的MWCNT在紫外线辐射下的光致发光和光电响应特性。此外，还有研究关注了大面积垂直排列的MWCNT的激光诱导光电流。 在CNTs的光响应研究中，CNTs与金属电极之间的接触机制至关重要。这种接触可以形成肖特基结，当光照射时，会导致电子-空穴对（即激子）的产生。在MWCNT/Al结构中，光子能量被吸收后，激发的电子可能会越过肖特基势垒，从而在电极与纳米管薄膜之间产生电流。这种光诱导电流的大小和方向取决于电场（由偏置电压决定）以及激光照射的位置。在金属-薄膜界面，电场较强，因此更容易产生光电流。而在电极之间，电场较弱，导致光电流减少。 这些发现对于理解和优化基于MWCNT的光电器件设计具有重要意义，例如太阳能电池、光探测器和光开关等。通过控制材料的结构、电极类型以及激光参数，可以调节器件的性能，以满足特定应用的需求。未来的研究可能会进一步深入探讨光响应的动态过程、不同类型的半导体-CNT界面以及提高光能转换效率的方法。