【纳米】P型AgAuSe量子点

学术 2024-11-24 08:09 北京

胶体无机半导体量子点因具有独特的物理化学性质，被认为是下一代光电材料中最有前途的候选者之一。在量子点光电器件中，由相同成分和晶体结构的量子点制成的p-n同质结可以提供胶体稳定性、能带连续性和优异的界面传输。因此，对量子点中载流子类型的控制是其光电器件应用的关键，也是一项重要且具有挑战性的任务。近期，中国科学院苏州纳米所王强斌研究员团队报道了一种新型的环境友好型近红外荧光AgAuSe（AAS）量子点的合成，该量子点具有超过87%的绝对光致发光量子产率，并展示了其在太阳能电池和LED中的应用潜力。然而，与众多Ag基量子点一样，AAS也属于典型的n-type量子点。因此，迫切需要稳定的p型AAS量子点来推进其在光电器件中的潜在应用。

基于此，中国科学院苏州纳米所王强斌研究员团队通过简单阳离子交换反应合成具有等价K杂质掺杂的p型AAS（KAAS）量子点。在最佳掺杂量为22.2%（K/Ag）时，KAAS量子点的Femi能级被微调到价带附近，并在场效应晶体管（FET）器件中显示出典型的p-type传输行为。第一性原理计算表明，K⁺与相邻的Ag⁺和Au⁺阳离子之间的库仑排斥产生了（K_i2−V_Au−2V_Ag）受主型缺陷复合物，这导致AAS量子点中受体型缺陷形成能量的降低和载流子极性的反转。然后，通过制备基于AAS量子点薄膜的p−n同质结光电二极管，该器件在零偏压下具有2.29 × 10¹³ Jones的高室温探测率（D*），线性动态范围（LDR）为103 dB，光谱敏感区域为300 ~ 1200 nm。该研究为未来使用环境友好型银基量子点设计p−n同质结器件提供了指导，并进一步释放了它们在先进光电器件应用中的潜力。

图1. p型量子点的表征。图片来源：J. Am. Chem. Soc.

图2. 超薄p-n同质结光电二极管构建。图片来源：J. Am. Chem. Soc.

该研究论文发表在Journal of the American Chemical Society 上。文章第一作者为中国科学院苏州纳米所博士研究生汤志勇，通讯作者为中国科学院苏州纳米所王强斌研究员和杨红超副研究员。

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p-Type AgAuSe Quantum Dots

Zhiyong Tang, Zhixuan Wang, Hongchao Yang*, Zhiwei Ma, Yejun Zhang, Jiang Jiang, Qiangbin Wang*

J. Am. Chem. Soc., 2024, DOI: 10.1021/jacs.4c10691

王强斌研究员简介

王强斌，博士，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者。长期从事无机半导体纳米荧光材料、新型荧光影像技术及其转化医学等方面的研究，相关研究成果荣获2017年江苏省科学技术一等奖、2022年中国分析测试协会科学技术奖CAIA特等奖。迄今，作为项目负责人已经完成和正在承担国家重点研发计划课题、973重大研究计划课题、国家杰出青年基金、基金委重点项目、中科院科技战略先导专项、中科院装备项目等多项。在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等杂志发表论文160余篇。获日本化学会Distinguished Lectureship Award、国务院政府特殊津贴、Fellow of the Royal Society of Chemistry 等荣誉，入选“万人计划”科技创新领军人才。目前担任中国科学院苏州纳米所所长、中国科学院纳米-生物界面重点实验室主任、中国化学会理事、Nano Research、eScience、无机化学学报、物理化学学报等期刊编委。

王强斌

https://www.x-mol.com/university/faculty/23252

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