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我院在量子点研究中取得新进展

作者: 时间:2015-10-21 点击数:

(通讯员张志明)胶体量子点(Colloidal Quantum Dots, CQDs)为溶液工艺合成的半导体纳米颗粒。因其独特的光电特性、可溶液操控性及显著的多激子产生(载流子倍增)效应,广泛应用于太阳能转换、光发射、光探测、气体探测、生物医学成像、液晶显示和图像传感等光电信息技术及器件。量子点既是科学研究的最前沿——用于探索纳米尺度下的科学问题,又是信息技术新的增长点——将引发包括显示技术在内的多种技术变革。因此,量子点作为重要的信息功能材料,越来越受到国际学术界和产业界的关注。

光电信息学院张道礼教授领导的团队一直致力于胶体量子点的制备及其器件应用研究。最近,该团队青年教师张建兵副教授在前期提出阳离子交换制备量子点的基础上(《纳米快报》,Nano Letters, 2014, 14, 6010),与美国能源部可再生能源国家实验室合作,通过捕获阳离子交换反应的中间态,结合光谱分析和微观表征,进一步揭示了这种制备方法的内在机理并成功将其扩展到多种量子点的制备。张建兵副教授为第一作者的相关研究成果于7月10日发表在国际顶级刊物《美国化学学会纳米》(ACS Nano)。(论文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5b01859)。论文题为《可控的阳离子交换制备镉/铅硫族化物异质Janus颗粒》(Preparation of Cd/Pb Chalcogenide Heterostructured Janus Particles via Controllable Cation Exchange, DOI: 10.1021/acsnano.5b01859)。

上述研究结果表明Pb离子和CdS(e)中Cd离子的交换反应是一个各向异性的过程,其反应沿着晶体的<111>方向逐步向前推进,该反应动力学受温度控制。通过精确控制温度,还可以获得部分交换的纳米Janus颗粒,即一部分是CdS(e),另一部分是PbS(e),并展现出新颖的光电特性。此方法被成功地应用于高质量PbS量子点的制备,为PbS量子点提供了一个更好的合成方案。该工作得到国家自然科学基金和武汉市基础研究基金的支持。

近2年张建兵博士在胶体量子点的可控制备、表面改性及新型太阳能电池开发等领域取得了突出成绩,以第一或共同第一作者发表高水平论文多篇,包括《纳米快报》(Nano Letters, IF=13.6)1篇,《美国化学学会纳米》(ACS Nano, IF=12.9)3篇,《物理化学快报》(The Journal of Physical Chemistry Letters, IF=7.5)1篇。

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