量 子 功 能 材 料 设 计 与 应 用 实 验 室

课题组在TaS2量子点的光电性能研究中取得重要进展

2020年1月28日

近年来,层状过渡金属二卤化物家族 (LTMDs) 由于具有许多有趣的物理和电学性质而在很多领域引起了广泛关注,如电子设备、储能、催化、生物成像和生物传感等。通常,LTMDs的结构是由共价键合的单层形成,每个单层通过范德华力连接; 因此,LTMDs可以很容易地通过化学或物理方法沿层面切割。根据之前的工作,可以通过减少层数的方法将LTMDs的带隙由间接带隙改为直接带隙。特别是,由于TaS2具有可调带隙、可控尺寸和强光致发光特性,因此在从光开关到催化的各种应用领域得到了广泛的研究。因此,它正成为人们广泛关注的功能材料。

用超声法制备了平均尺寸约为3nm的TaS2量子点。对纳米材料进行的形貌和结构研究表明纳米材料具有可控的六边形蜂窝形状。TaS2量子点的光学性质也被研究,包括吸收和光致发光。与体材料相比,TaS2量子点有一个红移效应,并且量子点在近紫外区表现出强吸收的多色发光。TaS2量子点的带隙由间接带隙增加到直接带隙3.69 eV,因此具有非凡的光学特性。电子结构中间接带隙到直接带隙的转变和量子限域效应通过量子点的一个简单模型的第一原理计算被证实。这些结果将扩展TaS2量子点在器件(如光电探测器)中的应用。此外,该制备方法也适用于其他层状材料,可从体材料生产低成本高质量的量子点。

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