近日，我院微电子学系2016级硕士生连霖源等在张建兵副教授的指导下，在硒化铅量子点的可控合成及稳定性方面取得了新进展，相关工作发表在美国化学学会旗下期刊《材料化学》（Chemistry of Materials）（2017年影响因子9.466），论文题为“In Situ Tuning the Reactivity of Selenium Precursor To Synthesize Wide Range Size, Ultra-large-Scale, and Ultrastable PbSe Quantum Dots”
量子点是具有量子限域效应、可溶液加工合成的半导体纳米颗粒，因其具有优异的光电特性而被广泛应用于显示和照明、太阳能电池、红外探测器等光电器件中。其中铅的硫族化合物量子点拥有带宽可调节、造价低廉等优势，被认为是一种应用前景广阔的太阳能电池材料，硒化铅（PbSe）量子点以多激子产生效应和高效载流子迁移率而著称。然而，硒化铅量子点在空气中非常容易氧化，极大地限制其在光电器件中的应用。因此，硒化铅量子点急需寻求一种有效钝化表面缺陷的方法，以提高其在空气中的稳定性。
本课题组以氯化铅为铅源，利用两种不同活性的硒源，采用heat-up的方法，在室温依次注入高活性的二苯基膦硒和低活性的三辛基膦硒，高活性的硒源注入之后立即成核，随着温度的逐渐升高，低活性硒源的活性逐渐增加，不断释放硒源用于量子点的生长。通过这种原位调控硒源活性的方法，我们可以合成出高度单分散、宽广尺寸范围（第一激子吸收峰范围在750nm-2100nm，对应量子点的直径为3nm-6nm）的PbSe量子点。
由于此合成方法采用油酸和氯离子有机无机混合钝化，所得PbSe量子点具有极好的稳定性，不同尺寸的量子点粉末在空气中80℃加热12h都不会改变其光学性能。而且用这些PbSe量子点制备的电学耦合薄膜也展现出空气中异常好的稳定性，为器件应用奠定了良好的材料基础。
由于采用heat-up的方法，此合成方案可以宏量制备量子点。在一次合成中，我们可以获得23.5g高质量的PbSe量子点。此外，这种方法具有很好的普适性，我们将其扩展到硒化镉和硒化锌量子点的合成，同样得到了尺寸可调的量子点。
该工作得到了湖北省自然科学基金（ZRMS2017000370）、武汉市基础研究基金（2016060101010075）、校自主创新基金（2017KFYXJJ039）等项目的支持。
Lian, L.; Xia, Y.; Zhang, C.; Xu, B.; Yang, L.; Liu, H.; Zhang, D.; Wang, K.; Gao, J.; Zhang, J., In Situ Tuning the Reactivity of Selenium Precursor To Synthesize Wide Range Size, Ultralarge-Scale, and Ultrastable PbSe Quantum Dots.Chem. Mater.2018,30(3), 982-989.
论文链接https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.7b04825
