AFM：用于自驱动光电探测器的液态水分子连接量子点
大家好，今天给大家分享的是AFM上的文章“Liquid Water Molecular Connected Quantum Dots for Self-Driven Photodetector”
【摘要】
固态量子点（QDs）中的激子难以溶解为电子和空穴，导致QDs间相互作用较弱，限制了QDs基光电探测器的性能。本文将QDs放入水中，有趣的是发现QDs与水分子相互作用，激子溶解为电子和空穴，进而有助于在水中形成长距离电子/空穴传输通道。在零电压偏置下，反复产生瞬态光电极化电流，在820 nm光照下，采用二硫化钼（MoS2）QDs水悬浮液的液基光电探测器的比响应度和探测率分别可达到188.1 mA W-1和1.164×1010 Jones。选择具有不同吸收峰的QDs可以提升光电探测器的特定光谱。实际上，基于硒化镉（CdSe）量子点的液基光电探测器的响应度在量子点激子吸收波长的峰值处表现出最显著的增强效应，因为量子点中更多的激子可以溶解为电子和空穴。人们期待，通过水分子的动态构建将激子溶解在量子点中并形成导电通道的能力将为广泛应用场景中的高性能光电器件带来可能性。
图 1 光电探测器的器件设计和结果。
图2 基于物理机制的讨论。
图 3基于 MoS2 QDs 的液基光电探测器性能。
图4含CdSe QDs的液基光电探测器的性能。
【结论】
通过引入量子点与水分子的相互作用，实现了光生激子在量子点中的溶解和电子在极性液体环境中的传输，显著提高了液基光电探测器的性能。通过对比水和MoS2 QDs水悬浮液液基光电探测器的光电性能，发现激子的溶解和悬浮液中电子的传输对光电探测器的性能起着重要作用。在820 nm光照下，MoS2 QDs水悬浮液液基光电探测器的响应度和探测率分别可达188.1 mA W−1和1.164×1010 Jones。此外，通过引入具有不同吸收峰的CdSe QDs甲苯悬浮液，由于在量子点激子吸收波长的峰值处产生了更多的激子，因此增强效果最为显著。综上所述，本研究将激发人们对量子点在极性液体环境中激子行为以及量子点与极性液体分子之间可能产生的协同效应的研究，为基于量子点的高性能光电器件带来更多的可能性
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原文DOI：10.1002/adfm.202420182
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