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量子点/金属氧化物混合光电晶体管中金属硫族化合物界面实现的高效光诱导电荷分离

DOI：10.1021/acsami.0c01176 期刊：ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 基于量子点（QD）的光电子器件因其优异的光敏性、简便的溶液加工工艺以及宽范围的带隙可调性而受到广泛关注。此外，结合各种高迁移率半导体的量子点混合器件也得到了积极研究，以增强光电子特性并最大化零维结构的优势，如可调带隙和高光吸收。然而，量子点与半导体之间高效电荷转移的困难以及界面缺乏系统分析阻碍了该平台的可靠性，导致器件结构复杂且性能不理想。在此，我们报道了一种使用Sn2S6 4-包覆CdSe量子点/非晶氧化物半导体（AOS）混合结构的超高灵敏度光电晶体管，实现了高效的光诱导电荷分离。通过一系列电化学和光谱分析，全面研究了两种材料界面处的光诱导电子转移特性。特别是，光电流成像显微镜显示，螯合金属硫族配体修饰的量子点-AOS界面工程实现了高效电荷转移，从而在整个沟道区域产生光伏主导响应。另一方面，单齿配体修饰的量子点-AOS基器件通常表现出有限的电荷转移和原子振动，在漏极区域呈现光热电主导响应。
作者： Jaehyun Kim，Sung Min Kwon，Chanho Jo，Jae-Sang Heo，Won Bin Kim，Hyun Suk Jung，Yong-Hoon Kim，Myung-Gil Kim，Sung Kyu Park
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究CdSe量子点/非晶态铟镓锌氧化物（a-IGZO）混合光电晶体管的电荷转移特性，结合不同配体包覆的量子点表面结构，以实现高效的光诱导电荷分离。

研究成果

研究表明，螯合硫属金属配体（Sn2S6 4-）为制备兼具高性能与极简复杂度的量子点混合光电晶体管提供了便捷途径，且适用于大规模应用及片上集成器件。Sn2S6 4-包覆的光电晶体管因量子点表面陷阱位点密度较低，呈现出以光伏效应为主导的响应特性，具有高光电灵敏度、外量子效率、动态范围及快速响应时间。

研究不足

该研究承认量子点与半导体之间实现高效电荷转移存在困难，且界面缺乏系统性分析，这可能导致器件结构复杂化及性能不理想。

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