1 云南师范大学 能源与环境科学学院 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，云南 昆明 650500
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南 昆明 650223
过渡金属硫属化合物(TMCs)因其独特的电子结构和优异的光电性能，被广泛应用于催化、光电器件和生物成像等领域。硫化亚铁量子点(FeS QDs)作为一种TMCs纳米材料，由于较窄的禁带宽度而表现出优异的近红外特性，在红外探测器方面具有潜在价值。文中采用液相超声剥离法制备了FeS QDs，再利用共混法制备得到FeS QDs/PVA纳米复合薄膜，并对FeS QDs进行了形貌和结构的表征，测试了FeS QDs和FeS QDs/PVA纳米复合薄膜的光学性质。结果表明： FeS QDs分散性良好，没有出现团聚现象，平均粒径约8.1 nm，平均高度8.7 nm，呈球形，通过计算得到FeS QDs的直接带隙约为0.23 eV；FeS QDs及其PVA纳米复合薄膜在红外波段均具有明显的吸收和发光特性；随着激发波长增加，复合薄膜的峰位发生红移，表现出Stokes位移效应和激发波长依赖性。FeS QDs/PVA纳米复合薄膜所展示的优异红外吸收和发光特性，表明其在红外探测、生物医学、光电器件等研究领域中具有重要的应用潜力，有望成为一种新型红外光电材料。
液相超声剥离 硫化亚铁 量子点 纳米复合薄膜 红外特性 liquid phase ultrasonic exfoliation FeS quantum dots nanocomposite film infrared characteristic 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230489
1 云南师范大学 能源与环境科学学院 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，云南 昆明 650500
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南 昆明 650223
过渡金属硫属化合物(TMCs)由于具有优异的光学、电学及光电等特性，被广泛应用于光催化、太阳电池、激光器等领域。作为一类典型的TMCs材料，硫化钴量子点(CoS QDs)因禁带宽度较窄而具有优异的近红外吸收特性，有望用于红外技术领域。文中采用液相超声剥离法制备了CoS QDs，再用共混法制备得到CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜，并对它们的光学性质进行了研究，结果表明：CoS QDs的平均尺寸约为5 nm，大小均匀，呈球形；CoS QDs 与CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜在红外波段均存在明显的吸收和发光特性，且复合薄膜的红外吸收特性优于CoS QDs薄膜；随着激发光波长的增加，纳米复合薄膜的光致发光(PL)峰出现了红移，表现出明显的Stokes位移效应和激发波长依赖性。CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜优异的红外吸收和发光特性，表明其在红外探测、荧光成像、纳米光子器件等研究领域中具有重要的潜在应用价值，有望成为一种新型红外探测材料。
液相超声剥离 硫化钴 量子点 纳米复合薄膜 红外特性 liquid phase ultrasonic exfoliation cobalt sulfide quantum dots nanocomposite film infrared characteristic 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230393
Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics and Electronic Information Yunnan Normal University, Yunnan Kunming 650500, P. R. China
2 Yunnan Provincial Key Laboratory for Photoelectric Information Technology, Yunnan Normal University, Yunnan Kunming 650500, P. R. China
3 Key Laboratory of Advanced Technique & Preparation for Renewable Energy Materials, Ministry of Education Yunnan Normal University, Yunnan Kunming 650500, P. R. China
Monolayer molybdenum disulfide (MoS2) has weak light absorption due to its atomically-thin thickness, thus hindering the development of MoS2-based optoelectronic devices. CdSxSe has excellent photoelectric performance in the visible light range, and its nanostructure shows great potential in new nanoscale electronic and optoelectronic devices. In this work, a composite photodetector device with the combination of monolayer MoS2 nanosheets and CdSSe nanobelts has been successfully prepared, which can not only maintain the inherent excellent properties of the two blocks, but also play a synergistic role between them, thus improving the photoelectric performance of the device. The monolayer MoS2 nanosheet /CdSSe nanobelt photodetector has a wide spectral response range (400–800nm), high responsivity (527.22A/W) and large external quantum efficiency (EQE) (%). Compared with the isolated monolayer MoS2 nanosheet, both the responsivity and EQE of the hybrid photodetector are increased by 117.4 times under 620nm illumination. This study provides a way to prepare hybrid photodetectors with wide spectral response and high responsivity.
Monolayer MoS2 CdS0.42Se0.58 nanobelt photodetectors Journal of Advanced Dielectrics
2023, 13(6): 2345004
云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，云南 昆明 650500
二硫化钼量子点（MoS2 QDs）因具有尺寸可控、量子限域效应强等优异的物化特性，故在传感、荧光检测和光催化等领域中具有潜在的应用价值。以钼酸铵为钼源，以谷胱甘肽为硫源，采用一步水热法合成水溶性好、尺寸均一的MoS2 QDs（MoS2 QDs-1）。为探究不同硫源对MoS2 QDs尺寸和光学性能的影响，又以钼酸铵和L-半胱氨酸分别为钼源和硫源，通过相同方法制备MoS2 QDs（MoS2 QDs-2）。研究了MoS2 QDs-1和MoS2 QDs-2样品的结构和光致发光性能。结果表明，与MoS2 QDs-2样品相比，MoS2 QDs-1样品的平均晶粒尺寸更小（3.88 nm）、平均晶粒高度更低（4.75 nm）、光学带隙更小（3.65 eV）和荧光量子产率更高（10.8%）。
量子光学 二硫化钼量子点 水热法 光致发光 光学带隙
云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室, 云南 昆明 650500
二维黑磷(2D-BP)和黑磷量子点(BP-QDs)等低维黑磷材料在结构和光电性能方面表现出巨大的潜在应用价值,但其仍面临着合成不可控和抗氧化性差等问题。通过引入微波法实现了低维黑磷的简便、低成本合成;研究了微波退火温度和退火时间对低维黑磷结构、形貌和光致发光性能的影响;通过原子层沉积法在BP-QDs样品表面沉积氧化铝(Al2O3)保护层,研究了Al2O3薄膜厚度对BP-QDs抗氧化性的影响。结果表明:随着微波退火温度的增加,量子点尺寸逐渐减小,光致发光发射峰出现蓝移,这说明反应温度会影响材料的尺寸,进而影响其带隙和光致发光特性;当微波退火时间持续增加时,黑磷纳米片被逐渐剥离并形成BP-QDs;当微波退火温度和时间分别为250 ℃和4 h时,BP-QDs分布均匀且尺寸更小;随着Al2O3膜厚的增加,保护性能越来越好;当Al2O3薄膜厚度为20 nm时,BP-QDs在空气中的抗氧化性最佳。
材料 二维黑磷 黑磷量子点 微波法 原子层沉积法 抗氧化 光学学报
2022, 42(10): 1016001
1 云南师范大学 能源与环境科学学院 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，云南 昆明 650500
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南 昆明 650223
近年来，过渡金属碲化物（TMTs）以其独特的晶体结构和优异的物化特性引起了科学界的广泛关注和研究。本文采用超声法制备CoTe2量子点（QDs），通过TEM、AFM、EDS、XPS、XRD、FTIR等技术手段对制备的CoTe2 QDs进行了形貌和结构的表征，同时使用分光光度计(UV-Vis)、光致发光谱(PL)和光致发光激发光谱(PLE)研究了CoTe2 QDs的光学性质。结果表明，制备得到的CoTe2 QDs分散性良好、粒径均匀、呈现球形形貌，晶粒的平均直径约为3.1 nm，平均高度约为2.9 nm；CoTe2 QDs在红外波段存在明显的吸收，吸收值随稀释浓度的增加而降低；当激发光波长和发射光波长依次增加时，PL和PLE峰出现红移，具有明显的Stokes位移效应，表明CoTe2 QDs的光致发光具有激发波长依赖性；CoTe2 QDs具有光致多色发光特性，不同激发光波长可发出不同颜色的光；荧光量子产率可达62.6%。CoTe2 QDs优异的光学特性尤其是在红外波段的吸收和发光特性，表明其在红外探测、激光防护涂层、荧光成像、多色发光和纳米光子器件等研究领域中具有重要的潜在应用价值，有望成为一种新型红外探测材料。
超声法 过渡金属碲化物 CoTe2 量子点 红外性质 ultrasonic method transition-metal tellurides CoTe2 quantum dots infrared properties 红外与激光工程
2021, 50(1): 20211021
1 云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室, 云南 昆明 650500
2 盐城师范学院新能源与电子工程学院, 江苏 盐城 224002
尽管矿化法已被用于制备黑磷单晶中,但目前对无气相运输条件下黑磷的生长过程还鲜有报道。以锡和碘为矿化剂,采用矿化法成功地在石英管中制备出高质量的大颗粒正交黑磷单晶。基于不同的升降温工艺,研究了无气相输运条件下黑磷单晶的生长过程。结果表明:采用矿化法可制备出高质量的正交黑磷单晶;在降温过程中,可在620~500 ℃温度区间生成紫磷;500 ℃是黑磷生长的关键温度,适当延长保温时间,有利于黑磷单晶的生长。此外,阐明了无气相输运条件下黑磷的生长过程。
材料 黑磷单晶 矿化法 单晶生长 光学学报
2019, 39(12): 1216001
1 云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，云南昆明 650500
2 南昌航空大学江西省光电检测技术工程实验室，江西南昌 330063
空穴注入层 (HIL)在量子点发光二极管 (QLEDs)中有重要作用。使用低温溶液法制作了 MoOx纳米颗粒，将其在氧化铟锡( ITO)玻璃上旋涂成膜后使用不同温度进行退火处理，并作为空穴注入层进行量子点发光二极管的制作。实验结果表明，氧化钼薄膜有着与 ITO玻璃阳极和 Poly-TPD空穴传输层匹配的能级，可用作量子点发光二极管的空穴注入层，而使用经 100 ℃退火处理后的 MoOx薄膜作为空穴注入层的器件性能最佳：器件启亮电压为 2.5 V，最高外量子效率为 11.6%，在偏压为10 V时，器件的最高亮度达到 27 100 cd/m2。
氧化钼 低温溶液法 量子点 纳米颗粒 发光二极管 molybdenum oxide low -temperature solution synthesis quantum dot nanoparticles Light Emitting Diodes 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(3): 519
1 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室, 云南 昆明 650500
2 云南师范大学太阳能研究所, 云南 昆明 650500
黑磷是一种新型的二维半导体材料,其具备随层数可调的直接带隙和高载流子迁移率等特性,与块体黑磷相比,低维黑磷具有结构、性能优势,有极大的潜在应用价值。目前,已有多个课题组成功制备出不同形貌的低维黑磷,并将其应用于太阳电池的活性层、电子传输层和空穴传输层中,使电池的转换效率得到不同程度的提升。具体介绍了低维黑磷的制备方法,综述了低维黑磷在太阳电池领域的相关应用研究进展,提出了亟需解决的问题,并展望了其未来的发展趋势。
材料 低维黑磷 制备 太阳电池 激光与光电子学进展
2019, 56(14): 140001
