【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】一維范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)為新型納米器件的設(shè)計(jì)和制備提供了新的思路和可能性，深入了解一維范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電子轉(zhuǎn)移機(jī)制和應(yīng)用頗具挑戰(zhàn)性。針對(duì)以上科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員康黎星團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了由單壁碳納米管封裝碘化鉛高質(zhì)量一維異質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定形成，并闡明了其層間電子轉(zhuǎn)移行為機(jī)制。此外，利用上述機(jī)制，研究人員設(shè)計(jì)了具有出色光電流和開(kāi)關(guān)比的自供電光電探測(cè)器。
研究人員通過(guò)球差校正透射電子顯微鏡證實(shí)了單壁碳納米管封裝碘化鉛異質(zhì)結(jié)構(gòu)的大規(guī)模連續(xù)形成，通過(guò)光譜技術(shù)對(duì)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果證實(shí)了一維碘化鉛在碳納米管的保護(hù)下的持久穩(wěn)定性。研究人員進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一種高度穩(wěn)定的自供電光電探測(cè)器，具有出色的光電流和開(kāi)關(guān)比。該器件在靈敏度和穩(wěn)定性等方面同樣表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。通過(guò)開(kāi)爾文探針力顯微鏡測(cè)試，該研究闡明了這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)獨(dú)特的電子轉(zhuǎn)移行為，填充后碳納米管的平均表面電位降低了80.6 mV。
單壁碳納米管封裝碘化鉛異質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)于自供電光電探測(cè)器的構(gòu)建至關(guān)重要，這歸因于碘化鉛的強(qiáng)空穴摻雜。紫外光為分離電子-空穴對(duì)提供了額外的驅(qū)動(dòng)力，增強(qiáng)了主體和客體材料之間的電荷轉(zhuǎn)移，并在與氮化鎵相互作用時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)建電場(chǎng)。
相關(guān)成果以Interfacial Electron Transfer in PbI2@Single-Walled Carbon Nanotube van der Waals Heterostructures for High-Stability Self-Powered Photodetectors為題，發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》(JACS)上。相關(guān)研究由蘇州納米所與復(fù)旦大學(xué)合作完成。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省青年基金等項(xiàng)目的支持。
單壁碳納米管封裝碘化鉛一維范德華異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)表征
單壁碳納米管封裝碘化鉛異質(zhì)結(jié)電子傳輸機(jī)制
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