物理学院“博约学术沙龙”系列报告

(总第 112期)

时  间：   2015年1月13日（星期3）下午3:10
地  点：   中心教学楼610
报告一：硕士生报告
时间：15:10-15:40
题  目：石墨烯在分子探测领域的应用
报告人：杨晨              
指导老师： 史庆藩 吴汉春
摘要：石墨烯是人类发现的第一种二维材料，也是当前研究得最多的二维材料。石墨烯表面的载流子使其具备优良的电学性质，受到人们的广泛关注。载流子的分布受到石墨烯形状、石墨烯表面吸附、石墨烯所覆盖的基底及施加于石墨烯的偏压的影响，由此影响石墨烯的电阻、流经石墨烯的电流强度等性质。此外，石墨烯可以很容易地进行化学修饰，修饰后的石墨烯可以获得纯净石墨烯不具有的其它性质。利用这些特性实现石墨烯对分子的探测或对分子探测器件的加强是石墨烯应用的一个重要课题。
 

报告二：硕士生报告
时间：15:40-16:10
题  目：A solvothermal route to synthesize kesterite Cu2ZnSnS4nanocrystals for solution-processed solar cells
报告人：弓志宏                 
指导老师：邹炳锁
摘要：Cu2ZnSnS4 (CZTS) has been proposed as an alternative earth-abundant absorber material for thin film solar cells. In this paper, we report a facile solvothermal method to produce impure-free kesterite CZTS nanocrystals. Optical band gap of the obtained high quality CZTS nanocrystals is 1.52 eV determined by UV–VIS–NIR absorption spectrum, which is match well with the optimum for photovoltaic solar conversion in a single-band-gap device. We closely systematically investigated both the concentration of Sulfur (S) and the species of precursor Tin (Sn) and their impact on the final products. Furthermore, CZTS nanocrystals based layers hybrid junction solar cells were fabricated by a layer-by-layer dip-coating method. The enhancement in photovoltaic performance was also explore through the solid state ligand exchange which was used 1, 2-ethanedithiol (EDT) to treat the CZTS nanocrystals layer. We achieved the best power conversion efficiencies (PCE) of 1.73% fabricated with the EDT treated CZTS nanocrystals layer, which is approximately 5 fold than the comparative devices without treatment.
 
时  间：   2015年1月13日（星期3）下午3:10
地  点：   中心教学楼610
报告三：硕士生报告
时间：16:10-16:40
题  目：基于PbSxSe1-x胶体量子点红外光电探测器的研究
报告人：宋陶健                  
指导老师：杨盛谊

摘要： 纳米复合薄膜光电探测器作为纳米结构光电子器件中的重要一员，将纳米材料的量子效应和尺寸效应等优势与半导体的光电导效应有效结合，以其优异的特性和广泛的应用前景而备受关注。基于场效应晶体管（Field-effect Transistor, FET）结构的纳米复合薄膜光电探测器摆脱了普通光电探测器中增益小、电子-空穴快速复合的缺点，既可以实现信号放大功能、易于集成又具有快速的光响应特性。将有机共轭分子与量子点混合作为有源层制备FET结构的光电探测器，不但制备工艺简单、成本低廉而且能获得较高性能的器件。胶体量子点(CQDs)拥有很多不同于宏观材料的特性，比如：表面效应、多激子产生效应等。特别是，IV-VI族量子点（PbS和PbSe）被广泛应用在红外领域。三元化合物PbSxSe1-x量子点作为PbS和PbSe结合形成的合金结构纳米晶体，可以通过调节S与Se的配比来调节量子点的吸收峰，而且它还兼具了PbS和PbSe各自的优点。因此，本论文尝试利用有机聚合物分子（P3HT）和窄带隙半导体（PbSxSe1-x）量子点来制备新型红外光电探测器，希望为将来红外光电探测器的研究与应用提供依据。本论文的主要研究工作如下：
（1）采用热注入法，用氧化铅（PbO）为铅源、硒粉为硒源、TMS2S为硫源合成了尺寸均一、粒径在4nm左右的PbSxSe1-x胶体量子点，通过控制不同的S与Se的比例可以使其吸收光谱峰位在1100-1500nm之间连续可调。实验证实，可通过控制合成条件来调控半导体量子点的尺寸及吸收光谱峰位。
（2）选用有机聚合物PMMA为介电绝缘层、空穴传输材料P3HT与PbS0.4Se0.6量子点混合形成的PbS0.4Se0.6:P3HT纳米复合物作为红外光吸收材料，制备了基于场效应管结构的红外探测器Au/PbS0.4Se0.6:P3HT/PMMA/Al，实验证实，该器件可以实现对近红外光的有效探测，其比探测率可达1.02´1010 Jones。
（3）探究了有源层中聚合物P3HT与量子点PbS0.4Se0.6的不同质量比对器件性能的影响。在无光照和不同光强的 980 nm 波长激光照射下，比较了四种不同混合质量比(K=MP3HT:MCQDs, K =2:1, 1:1, 1:2, 1:3)作为有源层制备的红外光电探测器的电学参数和探测参数。在0.1 mW/cm2的入射光强下及在VDS=-10 V和VG=3 V时，发现K=1:2的探测器Au/PbS0.4Se0.6:P3HT/PMMA/Al的探测性能达到了最优，其最高响应率、比探测率分别为55.98 mA/W 和 1.02´1010 Jones。