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在光学和电化学等多个领域工作的传感器具有使生物传感比在单一领域工作的传感器更有效的特性。为了将这些领域结合到一个传感设备中,需要提供一组特定特性的材料。本文讨论了氟掺杂氧化锡 (FTO) 薄膜,它具有光学功能以引导损耗模式,同时具有电化学功能,即作为工作电极的导电材料。分析了基于 FTO 的光纤损耗模式谐振 (LMR) 传感器在光学和电化学领域的性能。此外,为了增强传感器的适用性,还开发了类似探针的反射配置。研究发现,FTO 可以被视为其他薄导电氧化物 (TCO) 的有前途的替代品,例如氧化铟锡 (ITO),它迄今为止经常应用于各种双域传感概念中。在光学领域,FTO-LMR 传感器对外部折射率 (RI) 的灵敏度在 1.33 – 1.40 RIU 的 RI 范围内达到 450 nm/RIU。反过来,在电化学领域,1,1 ′-二茂铁二甲醇溶液中 FTO 电极的响应已达到 RedOx 电流低峰峰分离。与 ITO-LMR 传感器相比,FTO-LMR 传感器在很宽的电位范围内表现出施加电位对 LMR 波长偏移的显著影响。使用链霉亲和素作为目标生物材料表明,FTO-LMR 方法的无标记生物传感应用是可能的。双域功能允许在两个域中接收到的读数之间进行交叉验证,并且在应用跨域相互作用时可以增强光学灵敏度。
在光学和电化学等多个领域工作的传感器具有使生物传感比在单一领域工作的传感器更有效的特性。为了将这些领域结合到一个传感设备中,需要提供一组特定特性的材料。本文讨论了氟掺杂氧化锡 (FTO) 薄膜,它具有光学功能以引导损耗模式,同时具有电化学功能,即作为工作电极的导电材料。分析了基于 FTO 的光纤损耗模式谐振 (LMR) 传感器在光学和电化学领域的性能。此外,为了增强传感器的适用性,还开发了类似探针的反射配置。研究发现,FTO 可以被视为其他薄导电氧化物 (TCO) 的有前途的替代品,例如氧化铟锡 (ITO),它迄今为止经常应用于各种双域传感概念中。在光学领域,FTO-LMR 传感器对外部折射率 (RI) 的灵敏度在 1.33 – 1.40 RIU 的 RI 范围内达到 450 nm/RIU。反过来,在电化学领域,1,1 ′-二茂铁二甲醇溶液中 FTO 电极的响应已达到 RedOx 电流低峰峰分离。与 ITO-LMR 传感器相比,FTO-LMR 传感器在很宽的电位范围内表现出施加电位对 LMR 波长偏移的显著影响。使用链霉亲和素作为目标生物材料表明,FTO-LMR 方法的无标记生物传感应用是可能的。双域功能允许在两个域中接收到的读数之间进行交叉验证,并且在应用跨域相互作用时可以增强光学灵敏度。
近十年来,卤化物钙钛矿得到了广泛的研究,部分原因是钙钛矿基太阳能电池的能量转换效率得到了前所未有的快速提高。除了太阳能电池之外,基于钙钛矿的光电器件如光电探测器和发光器件也已展示出令人印象深刻的性能,这得益于大的吸收系数、可调的带隙、缺陷容忍度和长的载流子扩散长度。尽管这些领域已经取得了重大进展,但是包括长期稳定性和铅的毒性在内的一些挑战极大地限制了它们的商业化。人们已经付出了巨大的努力,从光物理的基本理解、材料工程和性能优化等方面来解决这些长期存在的问题。本期特刊以“卤化物钙钛矿:从材料到光电器件”为主题,包括一条评论、四篇综述和五篇原创研究文章,涵盖了所有提到的主题。在本期特刊中,熊等人。来自新加坡南洋理工大学的李建军等 [1] 深入评述了基于钙钛矿的激子极化玻色-爱因斯坦凝聚态的研究现状和未来的研究方向。Koleilat 等 [2] 详细总结了维度工程包括形态工程和分子工程如何影响它们的带隙、结合能和载流子迁移率,从而影响光电探测器和太阳能电池的性能。李等 [3] 综述了二维钙钛矿中自陷激子的研究进程,包括自陷激子的起源,如何检测和控制自陷激子以及自陷激子的存在如何影响钙钛矿基光电器件的性能。唐等 [4] 详细评述了自陷激子在钙钛矿中的研究进展,包括自陷激子的起源,如何检测和控制自陷激子以及自陷激子的存在如何影响钙钛矿基光电器件的性能。 [4] 收集了钙钛矿基发光二极管的外量子效率、亮度和稳定性状态等性能矩阵,向读者简要而全面地介绍了该领域。陈等 [5] 总结了下一代硅基串联太阳能电池的可能顶部电池,并进一步提出了有希望的候选顶部电池。梅等 [6] 通过一种简单的一步滴涂法探索了前体浓度如何影响可印刷无空穴导体介观钙钛矿太阳能电池的性能;游等 [7] 通过使用无掺杂聚合物聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)作为空穴传输层,研究了无机钙钛矿太阳能电池的性能和热稳定性。钟等[8] 采用刮刀涂布法制备宽带隙甲脒溴化铅薄膜,并研究表面活性剂种类对基于所制备薄膜的太阳能电池性能的影响。魏等。[9] 展示了如何通过复合工程制造高效的钙钛矿基发光二极管。Mu 等人 [10] 提出了一种电晕调制装置结构,以在电子束激发下实现钙钛矿量子点中的随机激光发射。本期特刊中出现的十篇文章仅涵盖了这个快速发展的钙钛矿社区最新进展的一小部分。我们希望本期特刊能为卤化物钙钛矿社区提供有用的参考,并激发这些研究领域的更多研究。
光电器件的发展需要在新材料体系和新器件机制上不断突破,需求从信号强度和响应度的检测转向对偏振态信息灵敏度的探索。二维材料是一个丰富的家族,具有多样化的物理和电子特性,可用于偏振器件,包括各向异性材料、谷电子材料和其他混合异质结构。在本文中,我们首先回顾了二维材料中偏振光相关的物理机制,然后详细描述了光学和光电特性,包括拉曼位移、光吸收和光发射以及功能光电器件。最后,对未来的发展和挑战进行了评论。大量的二维材料及其异质结构为偏振相关的科学发现和光电器件应用提供了希望。
b'在室温下,已证实 GaN 半导体中 1.5 \xce\xbc m 电信波长的稀土激光作用。我们已报道了在上述带隙激发下,通过金属有机化学气相沉积制备的 Er 掺杂 GaN 外延层产生的受激发射。使用可变条纹技术,已通过发射强度阈值行为作为泵浦强度、激发长度和光谱线宽变窄的函数的特征特征,证实了受激发射的观察。使用可变条纹设置,在 GaN:Er 外延层中已获得高达 75 cm 1 的光增益。GaN 半导体的近红外激光为光电器件的扩展功能和集成能力开辟了新的可能性。'
B为VI族元素,例如Bi 2 Se 3 、Bi 2 Te 3 、Sb 2 Te 3 和In 2 Se 3 ,由于其独特的电子性质而受到越来越多的关注。 [2] 例如,半导体In 2 Se 3 表现出厚度相关的带隙(从块状晶体的1.3 eV到单层的2.8 eV)。 [3] 与无间隙石墨烯和过渡金属二硫属化合物相比,In 2 Se 3 的电子性质显示出明显的优势,后两者仅在单层中表现出相对较大的带隙(1.5–2.5 eV)。 [4] 当用作光学材料时,In 2 Se 3 表现出高吸收系数、宽范围响应度(从紫外线(325 nm)到短波长红外(1800 nm))和高灵敏度。 [5] 与其他对空气敏感的直接带隙二维材料(如黑磷(BP)[1c])不同,完整的 In 2 Se 3 薄片在空气中非常稳定。最近,基于单个 In 2 Se 3 纳米片的光电探测器具有高光敏性(10 5 AW − 1 )和快速、可逆和稳定的光响应特性。[5] In 2 Se 3 的优异性能优于许多其他二维材料(如石墨烯、BP 和 MoS 2 ),为大面积光电探测器提供了重要的基础。[6] 尽管如此,具有大晶畴的无缺陷 In 2 Se 3 薄片的可扩展生产仍然是其实际应用的障碍。微机械剥离是生产高质量薄 In 2 Se 3 纳米片的最著名方法。[5,7] 然而,它的剥离产率极低,仅适用于基础研究。 [8] 克服这一限制的潜在方案包括化学气相沉积、[2c] 液相剥离 [9] 和湿化学合成。[10] 然而,这些方法制备的 In 2 Se 3 薄片通常具有大量缺陷和较差的光电性能。[9,11] 例如,通过气相沉积获得的 In 2 Se 3 纳米片的光响应度(3.95 × 10 2 AW − 1)明显低于透明胶带剥离薄片(10 5 AW − 1)。[8] 从基本角度来看,In 2 Se 3 是一种由弱范德华力连接的层状材料,层间距离为 0.98 nm,比许多其他层状化合物(0.3–0.7 nm;图 1 a、b;图 S1,支持信息)大得多。因此,插入客体分子或离子,特别是在溶液中电流的驱动下,可以成为将二维晶体分层成单个薄片的合理策略。[12]