ACS Nano&APL导读：DOE/Brookhaven National Laboratory发现量子点可加快半导体光电转换

研究发现了一种能够改良太阳能电池、光触媒、光敏元件和其他光电设备的极具前景的新方式。

科学家将捕光性能优良的量子点与电阻可调的层状硫化锡半导体混合合成了一种捕光性能增强且能量转换高效的混合材料，这为在能量收集光伏系统、光触媒和LED等领域的应用做了铺垫。

单纳米晶体光谱能够识别零维CdSe/ZnS纳米晶体（量子点）和二维层状硫化锡非放射性能量转换，后者能量转换效率会随硫化锡层数增多而提高。

利用太阳能 、设计捕光或感光装置需要既能高效吸收光能又可将光能转化成高移动电流的材料。找到两种性能兼备的单一材料极具挑战性，因此科学家一直在做实验，将不同材料合成符合条件的“混合物”。

物理化学家Mircea Cotlet是Brookhaven功能纳米材料中心(CFN)该项研究的负责人，他表示，“像硫化锡这样的二维金属二硫化物具有得天独厚的性质（包括高表面体积比），因此在太阳能转化和光检测器应用中前景广阔。但是没有半导体同时拥有以上所有特性。这些材料非常薄且吸光能力差，因此我们试着将它们与其他光吸收量子点纳米材料混合，以通过能量转换改良性能。”

ACS Nano最近发表的一篇文章描述了对混合量子点/硫化锡材料进行的基础研究。文章分析了光如何激发量子（量子由心部为硒化镉，表层为硫化锌的材料生成），量子又怎样将吸收的能量转移到硫化锌周围的层状结构。

3月24日发表在Applied Physics Letters的文章描述道，混合材料大幅提高了光场效应晶体管的性能，其对光电流的反应（将光能转化为电流）比硫化锡材质晶体管强500倍。

Center for Functional Nanomaterials 的材料科学家、APL论文的联合作者Chang-Yong Nam 表示，“这种能量转换是自然界光合作用的关键一步。科学家一直想在用捕光电子设备模仿这一原理，但是这对于我们研究的二硫化物来说尤为困难。我们的设备同时具有两种能量转换过程和新型低维材料带来的优势。”

原文链接：

ACS Nano:Nonradiative Energy Transfer from Individual CdSe/ZnS Quantum Dots to Single-Layer and Few-Layer Tin Disulfide

APL:Hybrid quantum dot-tin disulfide field-effect transistors with improved photocurrent and spectral responsivity