CuInSe2（CISe）膠體量子點（QDs）具有消光係數高、環境友好等優點，在近紅外（NIR）區域的光探測中有著廣闊的應用前景。然而，由於三元結構導致的陷阱密度高和晶體質量差，導致CISe量子點器件的光探測能力較低。
為此，來自北京科技大學等單位的研究人員在CISe量子點中摻雜過渡金屬錳離子（Mn2+）來解決上述問題。結構表徵結果表明，在量子點的合成過程中，Mn2+的摻雜提高了CISe量子點的晶體質量。相關論文以「Manganese doped eco-friendly CuInSe2 colloidal quantum dotsfor boosting near-infrared photodetection performance」為題發表在Chemical Engineering Journal期刊上。
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https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126452
總的來說，研究人員將Mn2+離子引入CISe量子點晶格中，改善了量子點的晶體質量和電子俘獲，同時促進了長壽命Cux態的電荷布居，從而提高了量子點的載流子壽命。通過摻雜Mn2+可以調節VBM和CBM的位置，增強了載流子轉移到受體的驅動力。基於0.01Mn-CISe量子點的光電探測器在近紅外區的響應率為30ma/W，探測效率為4.2×1012jones，具有良好的寬帶響應（300nm-1100nm）、高靈敏度和較大的線性動態範圍。這與最先進的傳統有毒量子點探測器的性能相當。（文：愛新覺羅星）
圖1。不同錳離子濃度的CISe量子點的形貌和結構表徵。（a）X射線衍射圖，（b）測量掃描XPS光譜和（c）Cu-2p XPS光譜，（d）In-3d XPS光譜，（e）Se-3d-XPS譜和（f）Mn-2p-XPS譜。（g）CISe量子點和（h）0.01Mn-CISe量子點的STEM圖像，插圖顯示了該區域量子點的尺寸分布。
圖2。TA光譜（a）不同Mn2+濃度的CISe量子點和Mn-CISe量子點（b）分別為0.01、（c）0.02和（d）0.05。（e）量子點的吸收光譜（實線）和發射光譜（虛線）。（f）主基態（GSB）的TA動力學，說明了Mn-CISe量子點激發態的去布居。（g）Mn摻雜和未摻雜CISQDs中的載流子複合途徑。
圖3。純電子器件的電流密度-電壓特性：（a）CISe QDs和（b）0.01mn CISe QDs。（c） CISe量子點和Mn-CISe量子點的UPS光譜。嵌入是量子點的費米邊。（d） ITO，PEDOT的能級示意圖：PSS，CISe QDs，0.01Mn-CISe QDs，PCBM和Ag。
圖4。（a）光電探測器示意圖和具有Mn-CISe量子點層的器件的橫截面SEM圖像。（b）J-V曲線，（c）EQE曲線，（d）比探測率和（e）CISe量子點和Mn-CISe量子點探測器的瞬態光電流。（f）CISe量子點和（g）0.01Mn-CISe量子點器件在不同功率密度下的時變響應，（h）光電流密度與光強的關係。（i）信噪比和（j）LDR結果基於CISe量子點和0.01Mn-CISe量子點的光電探測器。
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