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身在武汉坚持科研,电子系博士生余佳豪同学在具有二维结构的CdSe纳米片光学性质研究取得重要进展

日期2020-04-20/ 科研聚焦

近日,因受疫情影响仍然身处武汉的我系2017级博士生余佳豪同学,以第一作者身份在在Wiley出版集团新推出的信息材料领域期刊InfoMat上发表了题为“Optical Properties and Applications of Two-dimensional CdSe Nanoplatelets”的综述文章。余佳豪同学是南科大-哈工大联合培养博士生,导师为电子系陈锐教授。

胶体半导体纳米材料自从二十世纪90年代被合成制备出来之后,因其极小的物理尺寸,表现出了许多与块体半导体材料不同的光物理性质。其中球形半导体胶体量子点材料最为人所熟知,因其发光效率高、发光波长连续可调等优点而被广泛研究与应用。随着纳米材料合成技术的进步,近年来一种新型的具有二维结构的CdSe纳米片被成功制备并获得了较大的关注。

该篇综述简单地回顾了近年来二维CdSe纳米片合成制备及其发展过程,并从多个角度对CdSe纳米片独特的光学性质进行了详细的总结与归纳。CdSe纳米片是一种厚度只有几个分子层的二维半导体纳米材料。与零维量子点相比,纳米片只在厚度方向上具有量子限制效应。这种单维度的量子限制效应使得其发光波长只受厚度控制,并且可以精准的由分子层数确定。因此CdSe纳米片消除了量子点中由于尺寸不均匀所造成的发光光谱的非均匀展宽,实现了超窄的发光谱线。此外,CdSe纳米片还展现出了大的吸收截面以及大的光学增益。通过异质结构的合成、掺杂等手段可以实现对CdSe纳米片的这些光学性质的进一步优化与调控。目前,CdSe纳米片已经被应用于发光二极管、激光增益介质以及光催化光、光收集等多种光电子应用中。

在前段时间的研究中,余佳豪还探究了二维CdSe纳米片在低温下的发光机制,并取得了一定的结果,相关成果“Effect of Lateral Size and Surface Passivation on the Near-Band-Edge Excitonic Emission from Quasi-Two-Dimensional CdSe Nanoplatelets”以第一作者身份发表在ACS旗下高影响力期刊ACS Applied Materials & Interfaces上。

文章研究了CdSe 纳米片材料在超低温状态下的发光机理,通过实验解释了低温下除自有自己发光峰外另一个发光峰的来源。文中利用四种具有不同横向尺寸的CdSe 纳米片进行低温光谱的实验证明了低能峰与纳米材料表面的关系。随后,进一步验证了低能端的发光来源于纳米片表面态的理论模型。实验结果证明了CdSe 纳米片中表面对于其光学性质的至关重要,这对于该纳米材料在光电器件中的应用有着重要意义。

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