“异维结构”光电器件的设计、制备及性能研究

本课题在前期实验研究基础上，提出"异维结构（hetrodimensional structure）"光电器件设计的新思路，拟采用不同维度（尺度）的纳米线、纳米管、纳米粒子等材料，并配备金属体材料电极，构建基于不同尺度纳米材料的"异维结构"光电器件原型。在外电场作用下，采用多种波长的光场辐照器件，测试并研究"异维结构"器件的"维度差效应"对该器件在光谱响应波段的展宽、光电转换效率的提高和光电响应速度的改善等方面的调控机制。本课题密切关注新型"异维结构"光电子器件的原型设计和机理探究，注重源头创新。通过实验测试和理论分析，深入研究"异维结构"光电子器件在外电场和光场作用下的电子输运行为，揭示其"维度差效应"对器件光电性能优化和改善的主要物理机制，为进一步设计基于"异维结构"的高性能光电子学器件和高转换效率太阳能光伏电池提供科学依据。

本课题提出了“异维结构（hetrodimensional structure）”光电器件设计的新思路，采用不同维度的光电材料（如：Cu2O纳米颗粒、碳纳米管、TiO2纳米管、CuO纳米线、Ag纳米线、Cu纳米线、Si纳米线、Ni纳米线、石墨烯薄膜、Au和Ag等纯金属纳米薄膜、RbAg4I5等快离子导体薄膜、CH3NH3PbI3单晶等），构建了基于不同维度纳米材料的“异维结构”光电器件原型 （如：“碳纳米管/Cu2O纳米颗粒/TiO2纳米管阵列”、“碳纳米管/CuO纳米线阵列”、 “碳纳米管/TiO2纳米管阵列/Ti”、“Cu2O纳米颗粒包覆的Si纳米线阵列”、“碳纳米管/Ni”、“n-Si/p-CuO核壳型纳米线阵列”、 “石墨烯/Si纳米线阵列”、“Au/Si 纳米线阵列”、“Au/CH3NH3PbI3单晶二维平面/Au异质结构”等）。在外加电场作用下，采用多种波长的光场辐照器件，测试并研究了“异维结构”器件的“维度差效应(dimensionality difference effect)”对该器件在光谱响应波段的展宽、光电转换效率的提高和光电响应速度的改善等方面的调控机制。 本课题密切关注新型“异维结构”光电子器件的原型设计和机理探究，注重源头创新。 通过实验测试和理论分析，深入研究了“异维结构”光电子器件在外电场和光场作用下的电子输运行为，揭示其“维度差效应”对器件光电性能优化和改善的主要物理机制，为进一步设计基于“异维结构”的高性能光电子学器件和高转换效率太阳能光伏电池提供科学依据。在项目的执行过程中，共计发表了学术论文20篇，其中被SCI收录17篇；获授权专利3项；培养博士生6名（毕业3名，在读3名）和出站博士后1名。