亞波長尺度材料結(jié)構(gòu)與光的共振作用，是操控光-物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ)。相較于空間對(duì)稱結(jié)構(gòu)，非對(duì)稱結(jié)構(gòu)與不同入射角度光的共振作用差異性更加明顯。這種共振作用的差異，決定了材料對(duì)光吸收的強(qiáng)弱，從而使其具有光角度識(shí)別的功能。將光電探測器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成能與光發(fā)生差異化共振的微納結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)光角度的探測，從而拓寬光電探測器的功能。 

　　在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的支持下，中科院化學(xué)研究所綠色印刷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員近年來在印刷多維度、多功能器件方面開展了系統(tǒng)的研究。最近，他們通過操控液滴三維成型，印刷制造了具有非對(duì)稱共振結(jié)構(gòu)的立面型光探測器，實(shí)現(xiàn)了空間全向角度的有效探測，驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)與功能一體化印刷制造新策略。 

　　　　光電聚合物(PBDB-T: ITIC)溶液滴加在預(yù)制電極模板上，通過模板的誘導(dǎo)和溶劑揮發(fā)，最終在相鄰的金柱電極中間形成與電極等高（20微米），厚度200納米的立面陣列。立面結(jié)構(gòu)具有較大的共振截面，可以增大光角度引起的共振差異，進(jìn)而顯著提高光角度探測分辨率，可以實(shí)現(xiàn)入射角度10^o差異的光探測。該策略避免了傳統(tǒng)微加工方法的繁瑣工藝，首次實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與功能一體化的印刷制造。陣列中每個(gè)Au/PBDB-T: ITIC/Au結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的立面型光探測器單元(圖1a)。立面上光吸收強(qiáng)度隨入射光角度的變化而發(fā)生明顯改變(圖1b)。他們進(jìn)一步將印刷微模板設(shè)計(jì)成“叉狀”結(jié)構(gòu)。對(duì)組合中三個(gè)立面探測器的光電流數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，這種三維“叉狀”立面探測器實(shí)現(xiàn)了空間全向角度的有效探測(圖1c和1d)。該工作為三維微納光電器件的設(shè)計(jì)和制備提供了新的方法和思路。研究成果發(fā)表于近日出版的《先進(jìn)材料》(Adv. Mater. 2020. DIO:10.1002/adma.201907280)上, 通訊作者是研究員宋延林和助理研究員蘇萌，第一作者是博士生潘琪。 

　　圖1. a) 立面型光探測器示意圖。b) 立面上光吸收強(qiáng)度隨入射光角度的變化。c) “三叉”型三維光探測器。d) 角度探測數(shù)據(jù)分析。