《深圳先进院发表黑磷光学和光电子学性质及应用综述》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2019-05-21
  • 中国科学院深圳先进技术研究院材料界面研究中心李佳副研究员与喻学锋研究员等在材料学领域的著名刊物Small Methods上合作发表了题为“Optical and Optoelectronic Properties of Black Phosphorus and Recent Photonic and Optoelectronic Applications”的综述文章(DOI: 10.1002/smtd.201900165),归纳总结了近几年黑磷在光子学、光电子学领域的材料特性探索与器件应用研究。  

    二维黑磷是近年来脱颖而出并受到广泛关注的新型半导体材料。凭借优异的光子学及光电子学材料特性,黑磷在各类光子和光电器件应用中表现出优异潜力。首先,黑磷具有灵活可调的直接带隙,这为光电器件提供了从可见跨越至中红外的宽光谱高效光电响应。其次,从晶体管器件的迁移率和开关比这两个关键性能来考虑,黑磷填补了石墨烯和过渡金属二硫化物之间的空隙,为晶体管器件提供了理想的平衡性能。不仅如此,黑磷的面内各项异性对材料的电学、光学以及机械性能等具有极大影响,从而为深入探索新颖的光电基本原理以及实现光电器件新功能应用提供了一个优秀平台。因此,近年来针对黑磷光子学及光电子学特性的基础研究与应用开发,已成为相关学者研究的热点。  本综述文章首先介绍了黑磷的研究历史及材料结构特征,以此为基础,对二维黑磷的光学基本特性包括光吸收、光致发光、光生电流、三次谐波、光生载流子动力学以及电光调制的研究进行了全面归纳和介绍,并讨论了二维黑磷面内各向异性带来的新颖光子学和光电子学特性及应用,对于黑磷相关的各类光子学和光电子学器件应用做了完整的概括。本文作者也基于他们对这一领域的理解,指出了未来二维黑磷光电应用的前景和挑战。 

相关报告
  • 《中国科学院深圳先进院发表黑磷生物应用综述》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2017-12-20
    • 中国科学院深圳先进技术研究院王怀雨研究员和喻学锋研究员合作撰写的题为 “ Few-Layered Black Phosphorus: From Fabrication and Customization to Biomedical Applications ” (少层黑磷:从制备、个性订制到生物应用)的综述论文应邀发表于材料学领域的重要刊物 Small ( 2017, 170283 , 影响因子 8.643 )。   近年来,与石墨烯一样拥有二维层状结构的黑磷展现出卓越的电学和光学特性和优异的生物相容性,在生物医学等领域展现出巨大应用潜力,引起了全世界的广泛关注。先进院喻学锋研究员团队近三年在该领域取得了系列研究成果,先后在 Nature Communications 、 Advanced Materials 、 Angew Chem. 等刊物发表黑磷相关 SCI 论文 20 多篇,有 10 篇论文被选为期刊 “ 封面故事 ” , 6 篇论文当选 ESI 高被引论文。   在本综述中, 作者首先介绍了黑磷作为一种新兴二维材料的各种独特性质,尤其是作为生物医用材料应用所固有的生物安全性和降解特性。文章总结了近年来黑磷作为二维材料的各种合成方法;针对黑磷在生物医用降解过快的问题, 文章 进一步介绍了对二维黑磷进行个性定制的物理 / 化学修饰方法。该综述还归纳了二维黑磷及其经过订制后在 生物医用材料领域的最新研究成果 ,并对此方面的研究 进行了展望 。 该综述 通过对黑磷用作生物医用材料的研究概述 也 能够 启发对其他二维材料 在此领域 的创新研究。   本项工作得到了国家自然科学基金、中国科学院前沿科学研究重点计划、中国科学院青促会,深圳市孔雀团队,广东省领军人才计划等项目资助。
  • 《深圳先进院发表仿生传感与驱动材料综述》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2019-05-17
    • 中国科学院深圳先进技术研究院医工所纳米调控研究室杜学敏副研究员(通讯作者)及其团队成员赵启龙博士(第一作者)、王运龙博士(共同第一作者)和崔欢庆助理研究员等在光电磁功能材料知名期刊 Journal of Materials Chemistry C 上发表仿生传感与驱动材料研究综述,全面总结了可随外界环境变化发生颜色和形状改变的仿生传感与驱动材料的设计原理和研究进展,并详细评述了这类材料在传感器、执行器、柔性电子、软体机器人、生物医药等多领域的应用和发展前景( Bio-inspired Sensing and Actuating Materials , Journal of Materials Chemistry C , 2019, DOI: 10.1039/C9TC01483G, IF: 5.976 )。该综述文章同时被选为 Back cover 与 2019 Journal of Materials Chemistry C HOT Papers 并重点报道。   自然界中许多生物(如章鱼、变色龙、松果、含羞草等)经亿万年进化具备了通过颜色和形态改变来响应环境变化(如湿度、温度、光照、触碰等)的神奇能力,极大提升了生物的环境适应能力和生存能力。生物的这类环境适应性行为,也启发了科学家们研究开发可感知外界刺激并动态改变颜色和形态的新型仿生智能材料。在仿生策略指引下,通过对材料分子功能、微纳结构的合理设计,科学家成功构建了一系列可响应特定刺激并产生颜色和形状改变的新型仿生传感与驱动材料。这类仿生材料在诸多领域,特别是传感器和执行器等方面,具备传统材料难以具有的独特优势和巨大潜力。   在前期研究工作中,杜学敏及其研究团队在仿生变色材料( J. Mater. Chem. C, 2015, 3, 3542; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 38117; Sensor Actuat. B, 2016, 223, 318 )和变形材料( Adv. Mater. 2017, 29, 1702231; Research, 2019, 2019, 6398296; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11, 15927 )等方面取得了重要进展,阐述了其变色与变形机制及设计策略,并进一步探索了这类变色材料和变形材料在生化传感、功能化柔性电子、组织工程等领域应用前景( Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1801027; Adv. Mater. Technol., 2017, 2, 1700120; J. Mater. Chem B, 2013, 1, 1535; J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 24748 )。   该系列研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然基金、广东省、深圳市等科技项目资助。   论文链接 图1 生物界中诸多生物的环境响应特性(如松果鳞片在不同湿度环境下的开合调节)启发了新型仿生传感和驱动材料的研发。