《Adv Mater》液态金属合成超薄层状材料!用于高性能光电探测器 2024-07-31 10:04:47 石墨烯等二维材料一直是众多科学发现的主要关注点。然而,过渡金属单硫属元素化物(如IV族单硫属元素化物(MX,M = Sn,Ge,Pb等,X = S,Se))的巨大潜力仍相对未开发。这些材料的理论研究已经揭示了其量子极限的特殊电子和光电性能,但由于无法获得大的长宽比,因此尚未受到实验性推力。而原子层面的轻薄材料尽管具有引人入胜的性能,但仍面临着不断的挑战。单硫化锡(SnS)是一种低成本,自然丰富的层状材料,其带隙可调,在原子厚度下显示出优异的载流子迁移率和大吸收系数的特性,因此其对电子和光电子学具有非常大吸引力。然而,缺乏成功的合成技术来制备大面积和原子层面尽可能薄的SnSS层,主要是由于强的层间相互作用阻碍了这些特性在通用应用中的探索。为此,来自皇家墨尔本理工大学的Vaishnavi Krishnamurthi等人在《Advanced Materials》上发表题为“适用于高性能宽带光电探测器的液态金属合成超薄SnS层”的文章。在本文中,SnS层的印刷厚度从单个单位晶胞(0.8 nm)到由金属液态锡合成的多个堆叠单位晶胞(≈1.8nm)不等,其横向尺寸为毫米级。论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202004247结果表明,这些大面积的SnS层具有较宽的光谱响应,具有从深紫外(UV)到近红外(NIR)波长(即280-850nm)的范围,并具有快速的光电检测功能。对于单个单元厚的分层SnS结构而言,其在660 nm的室温工作波长下,光电探测器的响应度(927 A W-1)比商用光电探测器高出三个数量级。这项研究为合成用于宽带、高性能光电探测器的大横向可复制纳米片开辟了一条新途径。它还为集成光电电路、传感和生物医学成像中的可扩展应用提供了重要的技术支持。 图1.SnS合成示意图和特征 图2.DFT计算和能带结构的实验分析 图3.单层和多层晶胞厚SnS层的表征。 图4.单晶胞厚度和多个晶胞厚度SnS层的品质因数总之,本文已经成功地提出了利用熔融Sn在传统基板上的vdW转移的原理,合成了大面积单层和多层单位晶格厚的SnS层的方法。合成SnS层的实验表征证实带隙会随着层厚度的增加而减小,这已通过理论计算得到了进一步验证。通过演示在280至850 nm波长范围内工作的宽带光电探测器,可以阐明原子薄层SnS的非常吸引人的材料特性。与最先进的商用光电探测器相比,宽带光电探测器获得的品质指标显示出超过三个数量级的响应度。即使在如此低的厚度下,原子薄SnS层的稳定性也是一个明显的优势。因此,本工作为大面积合成代表性材料的超薄层提出了一条新途径,而该超薄层通常无法使用常规方法以原子层面的尺度进行合成。这也为发现可能存在于其他层状材料的量子极限处的独特性质打开了新途径。(文:SSC) 赞 (0) 相关推荐 退相干 从20世纪80年代到90年代,物理学家们开始意识到,观测让孤立的量子系统发生了变化.比如在单个原子参与的双缝实验中,具有量子特性的原子能够同时穿过两条缝隙形成干涉条纹.出于测量的目的,科学家在一侧缝 ... 格物致知02——两列光的拍频 以前我曾发布一个帖子<格物致知01--拍频> 在那个帖子里面我曾说: ------------------ "拍"现像,在机械和电路中都很常见. 所谓"拍&q ... 艾睿光电在深圳光博会亮出的“黑科技” 第23届中国国际光电博览会(CIOE 2021)于9月16日~18日在深圳国际会展中心启幕.艾睿光电携公司全系产品参展,带大家一站式看遍最新热成像 & 光电产品及解决方案. 8微米红外热成像 ... 【人物与科研】天津大学胡文平教授和耿德超教授课题组Adv. Mater.:大尺寸二维单晶材料在铜基底上的可控成长 导语 大规模和高质量的二维材料由于其优越的电光热等性质,在现代化学和物理等领域中具有广阔的发展前景.近年来,大尺寸单晶二维材料的可控制备取得了可喜的进展.在这些制备方法中,化学气相沉积(Chemica ... 香港大学《Adv Mater》:超300h!高稳定红光钙钛矿发光二极管 编辑推荐:红光钙钛矿发光二极管(PeLED)的工作稳定性一直面临着巨大的挑战.本文通过在合成β-CsPbI3纳米晶体(NCs)中掺入PMA制备了高稳定红光发射的NCs,并且实现了半衰期为317h的高稳 ... 齐鲁工大《Adv Mater》:多合一薄膜!用于全解水和锌空气电池! 电化学反应对于绿色和可再生能源转换和存储系统至关重要,它包括氢释放反应(HER).氧释放反应(OER)和氧还原反应(ORR).然而,这些电化学反应的缓慢动力学严重影响了它们的能量利用和输出功率.目前, ... 《Adv Mater》:这种纳米片首次用于促进CO2向HCOO-转化! 编辑推荐:本文报道了一种新型的同时具有氮掺杂和氧空位的SnO2纳米片,用于促进CO2向HCOO的转化.使用该催化剂作为阴极,自发电流Zn-CO2单元和太阳能电解过程成功地证明了通过CO2转化和储存高效 ... 《Adv Mater》:独特的多孔结构,实现高性能钾硒电池负极! 编辑推荐:本文通过静电纺丝法和后续的刻蚀活化,成功制备了氮掺杂"豆荚状"空心碳纤维,并用于钾硒(K-Se)电池的负极具有良好的电化学性能.通过原位XRD和第一性原理计算等多方法,对 ... 【人物与科研】兰亚乾教授课题组:串珠状类普鲁士蓝/CdS杂化材料用于高性能光解水制氢 导语 合理设计的异质结结构和在原子水平上的界面电荷迁移途径的研究对于减少光解水制氢(PHE)中CdS的电子-空穴对的重组和光腐蚀是至关重要.本工作提出了一种温度诱导的自组装策略,用于合成具有串珠结构的 ... 清华大学《Adv Mater》:大范围正负热膨胀系数的机械超材料! 编辑推荐:本文介绍了一类2D分层超材料的设计理念和制造策略,该类超材料能够有效地将两种紧密堆积的组成材料之间的热不匹配,转化为巨大的双轴/单轴热膨胀/收缩.该研究中报道的分层超材料与先前的报告相比,能 ... 王春生&姚霞银Adv. Mater.综述:基于硫化物电解质的锂/硫化物全固态电池最新进展 – 材料牛 [引言] 安全性是电动汽车.下一代便携式电子设备以及大规模储能器件的关键要求之一.与目前商用的基于有机电解液的锂离子电池(LIBs)相比,全固态锂电池(ASSLBs)因具有更高的能量密度与安全性,有望 ... 《Adv Mater》:一种可用于快速净化饮用水的水凝胶材料! 长期以来,清洁的饮用水一直是国际社会所追求的目标.据报道,发展中国家每年有数百万人死于因饮用含有病原微生物的水而引起的疾病.全球人口增长和持续的流行病无疑加剧了安全用水的挑战.当前,无论是使用化学试剂 ...