对于科研人而言,假期是集中精力出成果的黄金期。材料学院的青年教师柳凯祥寒假坚守科研一线,在《ACS Applied Nano Materials》发表题为《Pressure-Induced Enhancement of Photoelectric Properties of ZnO Nanoparticles in the Ultraviolet Band: Implications for Electronic Device Applications》的学术研究论文。《ACS Applied Nano Materials》是美国化学学会(ACS)旗下期刊,于2018年创刊,致力于发表关于纳米材料应用的研究成果,包括纳米材料的合成、表征、性能、应用等方面的研究。
压力作为一个基本的热力学变量对材料的影响不容忽视。物质在压力的作用下,最直接的效应就是体积减小,使构成物质的原子或者分子的间距减小,进一步使电子波函数之间的交叠程度增加,导致物质价态和能带结构的改变,从而可以调控物质的光电性质。在金刚石压腔中制备的ZnO光电检测器,在365 nm紫外光照射下展示较高的光电流(2.8 mA)和响应度(4.78 × 106 mA W−1)。理论计算结果显示,高压下B4相ZnO的能带结构和吸收性质的轻微变化不足以成为增强光电流和响应度的主要原因,而是相变之前电阻的降低促进了光电流和响应度的快速提升。与B4相比,高压下B1相具有更小的间接带隙,并且在365 nm波长的吸收系数减小,与之对应的是较小的光电流和响应度。高压作为一种调制策略显著增强了纳米ZnO的B4相的光电性能,同时也第一次揭示了氧化锌高压相B1的光电性能,这将有助于探索ZnO的光电性质,并促进其在电子设备中的应用。
该研究工作得到贵州省教育厅青年人才成长项目的支持,同时也得到了贵州民族大学光电探测材料与器件实验室的支持。
图文:柳凯祥
一审一校:刘 嫒
二审二校:龙 波
三审三校:姚欣桐