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由香港大學（港大）工程學院電機電子工程系趙天碩教授領導的研究團隊，成功研製全球最小的全打印紅外光電探測器，透過創新室溫納米打印平台，克服傳統矽基技術無法直接偵測近紅外波長的限制。

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。然而，傳統矽（Si）的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，不僅增加生產時的複雜度，更限制紅外線感測器陣列的像素尺寸。

為突破此技術瓶頸，趙教授領導的研究團隊成功開發一套通用的打印平台，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光電器件。此研究與韓國科學技術院（KAIST）Ji Tae Kim教授團隊合作，標誌著高解析度多層印刷電子整合技術的重大突破。

此納米解像度的打印技術使納米晶墨水的多樣功能得以充分發揮，適用於製作金屬電極、半導體紅外吸收層以及金屬氧化物介電層。團隊結合電流體動力學打印（EHDP）與表面化學處理技術，以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。更重要的是，團隊首次在亞 10 微米尺度展示全印刷納米晶紅外光電二極管探測器。

趙教授指出：「這一強有力的工具為印刷電子以及異質集成開拓全新可能。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的整合難度，使其光電應用發展受阻。納米晶體庫提供理想的打印墨水，而此納米打印技術則提供自下而上構建納米晶體器件的可行方案。」

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先生形容：「相比現有需後續燒結的技術，新技術採用室溫化學處理，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使逐層打印成為可能，從而實現最小尺寸的可印刷紅外光電探測器。」

Ji Tae Kim教授補充：「此項研究為降低 IC 晶片互連與集成的熱預算提供了一種新穎且務實的解決方案，我們預期將引起半導體產業高度關注。」

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。

研究成果已發表於《自然-通訊》（Nature Communications），文章標題為「Ligand-exchange-assisted printing of colloidal nanocrystals to enable all-printed sub-micron optoelectronics」。

文章連結：https://www.nature.com/articles/s41467-025-64596-4

關於趙天碩教授
趙天碩教授於2022年9月加入港大工程學院電機及電子工程系，擔任助理教授。在加入港大之前，他分別於2011年獲得清華大學的學士學位，以及於2019年獲得賓夕法尼亞大學的博士學位。此後，他曾於耶魯大學和賓夕法尼亞大學進行博士後研究。趙教授的研究主要集中在納米傳感與探測器的開發，包括紅外量子點、光電子器件以及先進的納米製造技術。

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