中國儲能網(wǎng)訊：由于其獨特的結構和性質在光電領域具有非常重要的應用。工作主要集中在InSe系列化合物光電轉化納米材料的設計制備及其光電性質的研究。以環(huán)保、高效、廉價為指導思想，設計制備了幾種納米半導體材料，如InSe納米線、CuInSe2納米晶、Cu2ZnSnSe4納米晶（NPG Asia Materials., 2012, 4: e2）、Cu2-xSySe1-y納米晶和SnSe/SnO2 納米片，研究并調控了其光電性質。
比如，研究人員以In2Se3為原料，采用化學氣相沉積法，不使用任何金屬顆粒作為催化劑制備了InSe納米線（圖9）。通過微操作制備技術構筑了基于單根InSe 納米線的光探測器。對器件的光電性能進行了測試，研究結果表明電流隨光照強度增加而增加，并呈指數(shù)關系，其開關比高達50。器件在室溫空氣中保存兩個月后，仍能保持很好的光電性能，彰顯了優(yōu)異的環(huán)境穩(wěn)定性。相關文章發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.(2009, 131, 15602.）上。
圖9 InSe納米線掃描電鏡圖片及其光電性能測試結果
利用一種簡單的溶液法合成了形貌均勻、單分散的纖鋅礦結構CuInSe2 納米晶（JACS, 2010, 132 , 12218.）。由于其均勻的尺寸和均一的形貌，納米晶很容易按照[001]方向自發(fā)排列成2D結構(圖10)。通過溶液法和P3HT共混，成功構筑了有機—無機雜化的光電器件。器件表現(xiàn)出明顯的光開關效應，開關比高于100。并且器件多次循環(huán)后仍能保持良好的光響應特性，具有很好的穩(wěn)定性。
圖10 CuInSe2納米晶透射電鏡結果及其開關比
在環(huán)境治理應用中,納米結構的金屬氧化物材料擁有很大的比表面積和良好的機械性能, 適于吸附消除環(huán)境中的有害物質,例如可用于吸附水中的重金屬離子等。 在水處理應用研究中, 制備了多種納米結構材料,包括多種形貌的無機材料、有機/無機復合材料和孔道材料 等。發(fā)展了多元醇媒介法,以廉價無機金屬鹽為原料, 制 備出形貌均一的具有三維花狀微納多級結構的包括氧化鐵、氧化鈰、氧化鈦等金屬氧化物(圖9)。同時詳細考察了產物的形貌演變過程。通過灼燒該氧化鐵前體, 可分別得到3種形貌保持不變的氧化鐵:α-Fe2O3,γ-Fe2O3和Fe3O4。 還發(fā)展了通過水解金屬乙二醇鹽來制備多孔金屬鹽化物的 方法, 省略了能耗的灼燒步驟, 同時還避免了表面活性劑的使用,進一步降低了納米結構材料的制備成本。研究成果發(fā)表在Adv.Mater.( 2008, 20: 2977—2982.)上。
圖10 納米結構氧化鐵電子顯微鏡照片
