港大工程學者研製全球最小全打印紅外光電探測器

香港文匯報訊（記者 莫楠）近紅外技術（NIR）在自動化系統、生物醫學感測及高速光通訊等領域至關重要。香港大學工程學院電機電子工程系教授趙天碩領導的研究團隊與韓國院校合作，成功研製全球最小的全打印紅外光電探測器，結合電流體動力學打印（EHDP）與表面化學處理技術，在無需高溫製程的條件下，成功印製出最窄僅70納米的銀納米線，並製備出導電性媲美塊體銀的緻密薄膜，突破傳統矽基技術無法直接偵測近紅外波長的限制。研究成果已發表於國際頂尖學術期刊《自然－通訊》。

傳統矽（Si）基CMOS技術無法直接偵測近紅外波長，現有解決方案需依賴昂貴工藝製造紅外吸收材料並將其鍵合至矽電路，不僅增加生產複雜度，更限制紅外線感測器陣列的像素尺寸。趙天碩團隊成功開發一套通用打印平台，可組裝溶液相膠體納米晶材料（NC），並在原位調控其材料性質，以構建高性能光電器件。團隊首次在亞10微米尺度上實現全印刷納米晶紅外光電二極管探測器，此納米級解析度的打印技術使納米晶墨水的多元功能得以充分發揮，適用於製作金屬電極、半導體紅外吸收層及金屬氧化物介電層。

此創新方法在打印步驟後立即對結構進行化學處理，透過試劑賦予納米晶體特定功能。論文第一作者趙志軒指出，相比現有需後續高溫燒結的技術，新方法採用室溫化學處理，可在不損傷紅外吸收納米晶或熱敏基板的情況下，賦予材料高導電性及其他可調特性。這一化學輔助方法亦實現逐層打印，從而製備出最小尺寸的可印刷紅外光電探測器。

趙天碩表示，膠體納米晶體問世30年來，雖經基礎研究驗證其潛力，但受限於器件製作及與矽技術整合的難度，其光電應用發展一直受阻。納米晶體庫提供理想的打印墨水，而此納米打印技術則為自下而上構建納米晶體器件提供可行方案。研究團隊正利用此技術的高解析度與可調功能，進一步拓展其在光學超表面、生物感測器及混合電子等領域的應用前景。