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    中科大實現高質量ZnSe量子線按需合成,推進環保材料應用
    來源:互聯網   發布日期:2022-04-01 09:35:06   瀏覽:2191次  

    導讀:近日,中國科學技術大學俞書宏院士研究團隊,利用 兩步催化生長策略,實現了高質量、藍光活性ZnSe量子線的按需合成,有助于推進ZnSe環保量子線的應用,并有望為太陽能燃料和光電子學領域提供豐富的材料庫。 半導體納米線的合成控制示意圖,a為溶液-固相-固相...

    近日,中國科學技術大學俞書宏院士研究團隊,利用 “兩步催化生長”策略,實現了高質量、藍光活性ZnSe量子線的按需合成,有助于推進ZnSe環保量子線的應用,并有望為太陽能燃料和光電子學領域提供豐富的材料庫。

    中科大實現高質量ZnSe量子線按需合成,推進環保材料應用

    半導體納米線的合成控制示意圖,a為溶液-固相-固相催化生長機制,b為基于“兩步催化生長”策略實現ZnSe量子線徑向和軸向尺寸的獨立調控,圖片來自論文

    量子線是具有量子限域效應的一維半導體納米線,在光電子學、光化學轉化等領域具有應用價值。其中,ZnSe量子線是除鎘基半導體外,最典型的一類非重金屬的半導體,對環境無害。但此前的ZnSe納米線或是很細,具有強量子限域效應,僅表現為紫外吸收;或是很粗,具有塊體材料特性,無明顯激子吸收,因此均難以實現藍光區域的量子限域效應調制。

    那如何精確控制ZnSe量子線的徑向和軸向尺寸,實現按需合成,以促進其進一步應用呢?

    此次,中科大俞書宏院士團隊發展了一種“兩步催化生長”策略,可以對ZnSe量子線的直徑與長度進行獨立、高精度、大范圍的控制,實現了ZnSe量子線的精準制備,由此成功地在幻數尺寸ZnSe量子線和類塊材ZnSe納米線之間建立起了新的橋梁。相關成果發表于《國家科學評論》(National Science Review)。

    中科大實現高質量ZnSe量子線按需合成,推進環保材料應用

    圖片來自《國家科學評論》(National Science Review)

    研究人員發現,在立方相催化劑端點與纖鋅礦ZnSe量子線界面處存在一種新的外延生長取向,可從動力學上促進超細、無堆垛位錯的ZnSe量子線形成。這些量子線具有強量子限域效應,其尺寸均一、晶相純度高,因而在藍光區域表現出了超窄的激子吸收特性,其半高全寬(FWHM)可達13 nm(納米)以下。經表面硫醇鈍化后,他們進一步消除了量子線表面的電子捕獲陷阱,從而延長了載流子壽命并實現了高效光催化制氫過程。

    中科大團隊的“兩步催化生長”策略可適用于多種膠體納米線的精準構筑,有望在未來為太陽能燃料和光電子學領域的發展提供豐富的材料庫。

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