北理工在雙異價(jià)摻雜半導(dǎo)體納米材料可控制備方面取得新進(jìn)展
發(fā)布日期：2020-09-28 供稿：材料學(xué)院
編輯：劉曉雪 審核：金海波 閱讀次數(shù)：
可控?fù)诫s引起的精準(zhǔn)能帶工程是光電新能源應(yīng)用的半導(dǎo)體納米材料關(guān)鍵前提,。近日,，北京理工大學(xué)張加濤教授團(tuán)隊(duì)利用表面空位成功克服離子交換反應(yīng)當(dāng)中的動(dòng)力學(xué)勢(shì)壘，創(chuàng)新性提出了新的合成方法,，在制備雙異價(jià)離子摻雜半導(dǎo)體納米晶/量子點(diǎn)的研究中取得重要進(jìn)展,，相關(guān)成果以“Unique Cation Exchange in Nanocrystal Matrix via Surface Vacancy Engineering Overcoming Chemical Kinetic Energy Barriers” 為題，于Cell旗艦雜志《Chem》在線發(fā)表（IF:19.735）（文章DOI: 10.1016/j.chempr.2020.08.020）,。
有目的地向納米晶當(dāng)中摻入異價(jià)雜質(zhì)，可以引入額外的中間能級(jí),、電子/空穴,，從而有效調(diào)控納米晶的光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)等性質(zhì),。受自清潔效應(yīng)的影響,，獲得穩(wěn)定且高效的摻雜納米晶較為困難，尤其是在多元體系實(shí)現(xiàn)可控雙摻雜,。張加濤課題組以CuInX2（X="S," Se）納米晶為起始材料,，開發(fā)了一種表面空位工程誘導(dǎo)的離子交換法，通過在表面精準(zhǔn)的創(chuàng)造Cu空位和In空位,，極大地降低了反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)勢(shì)壘,，使動(dòng)力學(xué)上很難實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)很容易實(shí)現(xiàn)，成功制備了Cu,、In雙摻雜的CdX和ZnX納米晶/量子點(diǎn),。該方法具有一定的普適性，可實(shí)現(xiàn)更多的硫?qū)侔雽?dǎo)體納米晶材料的精準(zhǔn)組分,、摻雜調(diào)控,。
圖1 傳統(tǒng)離子交換和表面空位工程誘導(dǎo)的離子交換對(duì)比示意圖
圖2 表面空位工程誘導(dǎo)的離子交換策略的動(dòng)力學(xué)模擬和方法的普適性
上述研究成果得到了結(jié)構(gòu)可控先進(jìn)功能材料與綠色應(yīng)用北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和材料學(xué)院先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)中心的平臺(tái)支持，得到了國(guó)家自然科學(xué)基金 (Grant No. 51872030, 51631001, 51902023 and 51702016)和科研院創(chuàng)新人才支持計(jì)劃經(jīng)費(fèi)的支持,。北理工材料學(xué)院博士生白冰和趙重陽（現(xiàn)北京理工大學(xué)博士后）為文章共同第一作者,，北理工徐萌副教授和張加濤教授為共同通訊作者，北理工為第一通訊單位,。
論文鏈接：www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929420304307
附徐萌通訊作者簡(jiǎn)介：
徐萌,，副教授，2009年6月于浙江大學(xué)材料學(xué)院獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位,，2014年7月于中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心獲得理學(xué)博士學(xué)位,，同年9月入職北京理工大學(xué)材料學(xué)院，目前主要從事半導(dǎo)體納米晶與量子點(diǎn)的可控合成與光電,、生物應(yīng)用等方面的研究,。以第一/通訊作者等在Chem,、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.,、Adv. Funct. Mater.,、ACS Nano、Nat. Struct. Mol. Biol.,、Nano Res.,、Mater. Chem. Front.、Inorganic Chem. Front.,、CryEngComm等期刊發(fā)表SCI論文30余篇,。主持國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)，以研究骨干參與國(guó)家自然基金委重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng),。
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