InfoMat:二维CdSe纳米片的光学性质及其应用

胶体半导体纳米材料自从二十世纪90年代被合成制备出来之后,因其极小的物理尺寸,表现出了许多与块体半导体材料不同的光物理性质。其中球形半导体胶体量子点材料最为人所熟知,因其发光效率高、发光波长连续可调等优点而被广泛研究与应用。CdSe作为常用的一种II-VI族半导体材料获得了持续的发展。随着纳米材料合成技术的进步,近年来一种新型的具有二维结构的CdSe纳米片被成功制备并获得了较大的关注。

南方科技大学电子与电气工程系陈锐教授的科研团队在Wiley出版集团新推出的信息材料领域高影响力期刊InfoMat上发表的题为“Optical Properties and Applications of Two-dimensional CdSe Nanoplatelets”的综述文章中,简单地回顾了近年来二维CdSe纳米片合成制备及其发展过程,详细总结了CdSe纳米片的多种特殊的光学性质以及目前所衍生出的一些应用,最后对未来CdSe纳米片材料的研究及应用提出了见解与展望。

CdSe纳米片是一种厚度只有几个分子层的二维半导体纳米材料。与零维量子点相比,纳米片只在厚度方向上具有量子限制效应。这种单维度的量子限制效应使得其发光波长只受厚度控制,并且可以精准的由分子层数确定。因此CdSe纳米片消除了量子点中由于尺寸不均匀所造成的发光光谱的非均匀展宽,实现了超窄的发光谱线。此外,CdSe纳米片还展现出了大的吸收截面以及大的光学增益。通过异质结构的合成、掺杂等手段可以实现对CdSe纳米片的这些光学性质的进一步优化与调控。近年来迅速发展的钙钛矿材料体系中也实现了纳米片结构的合成制备,CdSe纳米片的研究成果在对钙钛矿纳米片的研究发展也具有一定的意义。目前,CdSe纳米片已经被应用于发光二极管、激光增益介质以及光催化光、光收集等多种光电子应用中。该综述指出尽管CdSe纳米片具有许多优秀的光学特性,但是仍存在需要进一步研究的问题,例如CdSe纳米片形状引起的自堆叠对发光特性的影响,基于CdSe纳米片发光二极管效率偏低,以及如何利用具有高光学增的CdSe纳米片实现电致激光发射等。CdSe纳米片在半导体纳米材料中开创了一个新的体系,并带来了许多独特的光学特性,这使其成为了一种极具发展潜力的新型半导体纳米材料。

该工作发表在InfoMat(DOI: 10.1002/inf2.12106)上。

个人简介:

陈锐:南方科技大学电子与电气工程系教授,中组部第十批“千人计划”(青年项目)和深圳市海外高层次人才“孔雀计划”(B类)入选者。主要研究领域包括激光光谱与材料光学特性研究。近年来,围绕纳米材料表面开展光学改性,巧妙利用多种表面修饰技术,调控低维纳米材料的能带结构和载流子特性,在高性能光电子材料和器件的设计与应用方面展开研究。迄今为止,已发表论文150余篇,其中封面文章17篇,文章被引用近4000次,h因子37。

陈锐课题组网页链接:http://faculty.sustech.edu.cn/chenr