通过自组装工艺可以制备不同组成的介孔材料,为大界面p-n结太阳能电池、光电化学电池、生物传感器等提供了广泛的应用平台。迄今为止,半导体CdX(X=Te,Se,S等)纳米颗粒已经成功地嵌入到介孔基质中,从而具有最大的表面积。
近日,澳大利亚昆士兰大学Yusuke Yamauchi, Jongbeom Na报道了通过软模板辅助电化学沉积法,在稳定的聚苯乙烯-b-聚氧乙烯(PS-b-PEO)嵌段共聚胶束的存在下,合成了介孔半导体薄膜(CdSe和CdTe)。
文章要点
1)研究发现,这种方法可以显著控制薄膜孔径(从5到50 nm)和密度,同时确保良好的均匀性。此外,由于省去了复杂的步骤、昂贵的材料和复杂的CVD工艺,该方法适用于低成本和大规模生产介孔CdX半导体。
2)为了证明该方法的通用性,研究人员使用两种不同分子量的嵌段共聚物,得到了孔径为9和18nm的薄膜。
3)作为概念验证,所开发的基于介孔CdSe薄膜的光电探测器在680 nm波长下,显示出204 mW-1 cm2的高灵敏度,比本体光电探测器的灵敏度至少高出两个数量级。
这项工作开创了一种新的合成路线,用于合成具有可见光谱中带隙的纳米结构半导体。
参考文献:
Tomota Nagaura, et al, Universal Electrochemical Synthesis of Mesoporous Chalcogenide Semiconductors: Mesoporous CdSe and CdTe Thin Films for Optoelectronic Applications, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202013541
https://doi.org/10.1002/anie.202013541