以包含碳纳米颗粒(CNP)的油墨、碳纳米管(CNT)和TiN纳米粒子为原料,采用高压静电喷涂技术在铝基底上沉积了CNT/CNP-TiN涂层。研究了静电电压、喷涂高度和喷涂量对涂层光吸收性能的影响。结果表明,静电电压为9kV、喷涂高度为30mm和喷涂量为35μL时制备的CNT/CNP-TiN涂层光吸收性能最佳,在400~1400nm波长范围内的平均吸收率高达97.1%。TiN纳米粒子、CNT和CNP搭建成蜂窝状团簇,团簇间形成的几百纳米到微米级的光学腔以及团簇内的几十到几百纳米的光学腔可捕获不同波段的光,拓宽吸收带宽,并通过多次反射增强吸收。此外,TiN纳米粒子、CNT和CNP具有良好的光散射效应,且大部分散射光可被光学腔捕获,进一步提高吸收率。

利用TiN纳米粒子对CdSe量子点和多孔Al2O3薄膜构成的异质结的表面荧光增强效应进行了实验研究。采用电化学沉积的方法,将TiN纳米粒子沉积于多孔Al2O3薄膜表面,再将胶体CdSe量子点自组装于TiN/Al2O3薄膜的表面,进而制备了CdSe/TiN/Al2O3异质结。同时,利用扫描近场光学显微镜测量了CdSe/TiN/Al2O3异质结的表面增强荧光效应。结果表明,由于TiN具有良好的电子传输特性,提高了CdSe量子点和多孔Al2O3薄膜之间的光生电子转移效率,进而增强了多孔Al2O3薄膜界面的荧光。该研究结果可广泛应用于光伏、光显示、光传感及纳米生物成像等领域。