《自然•通訊》| 刊發研究中心唐江教授課題組基於手性雜化鈣鈦礦的圓偏振光探測

2021-03-01 武漢光電國家研究中心

(新聞網訊) 4月27日,《自然•通訊》(Nature Communications)在線發表了武漢光電國家研究中心唐江教授課題組關於手性雜化鈣鈦礦的研究成果,該論文題為《基於手性雜化鈣鈦礦的圓偏振光探測》(Circularly polarized light detection using chiral hybrid perovskite)。

 

圓偏振光(CPL)探測在藥物篩選、安全檢測和量子光學等領域具有廣泛的應用。傳統上,CPL光電探測器需要安裝光學元件(如起偏器、1/4玻片等),不利於器件的集成化和柔性化。利用手性有機半導體(Nat. Photonics, 2013, 7, 634)和金屬手性超結構(Nat. Commun., 2015, 6, 8379)對CPL的選擇性吸收,已經實現了不需要光學元件的CPL探測器,但受限於低的載流子傳輸效率,其響應度低於<10 mA W-1,不利於實際應用。一般情況下,手性有機材料由於存在手性位點或手性螺旋結構,往往容易表現出強的圓二色性;而無機材料具有較好的電荷傳輸性能,但其本身很難具有手性。將具有強圓二色性的有機物與電荷高效傳輸的無機材料相結合,構建有機-無機雜化半導體,是實現強手性區分和高靈敏CPL探測的理想方案。當前以CH3NH3PbI3為代表的有機-無機雜化鈣鈦礦,因其優良的光電性能、高的缺陷容忍度、低的製備成本等優勢,在太陽能電池、光電探測器、發光二極體等領域取得了優異的成果。但CH3NH3PbI3不具有手性,因此無法實現CPL探測。

 

相關焦點

  • JPCL熱點評述 | 手性光電材料
    其中,圓二色性是指手性材料可以選擇性地吸收或者發射左旋圓偏振光和右旋圓偏振光,這也是手性材料獨有的性質。與傳統依賴於光學元件的圓偏振光探測和圓偏振光源相比,手性材料不依賴於額外的光學元件,可以直接用來探測圓偏振光,並且作為圓偏光光源,有利於實現更加集成、可攜式的柔性光電器件。在顯示領域,需要用防眩光過濾器來降低外界光源(如太陽光、日光燈)的幹撓,但是會損失一半的亮度。
  • 用於自供電圓偏振光檢測的手性無鉛雜化鈣鈦礦
    用於自供電圓偏振光檢測的手性無鉛雜化鈣鈦礦 作者:小柯機器人 發布時間:2020/12/25 14:32:20 近日,中國科學院物構所羅軍華團隊開發了用於自供電圓偏振光檢測的手性無鉛雜化鈣鈦礦。
  • 福建物構所自驅動紫外偏振光探測的光鐵電體研究獲進展
    中 小】 語音播報   紫外偏振光探測在通訊鐵電半導體材料由於其固有的體光伏效應及其高偏振特性,在自驅動紫外偏振光電探測中展現出潛力,但是傳統的無機鐵電體因其半導體性能差,難以實現有效的光電探測。近年來興起的金屬滷素雜化鈣鈦礦鐵電材料,因其耦合鐵電自發極化和優良的半導體光電性能,為實現高效自驅動紫外偏振光電探測提供了一種有效策略。
  • 微納電子系任天令教授團隊在鈣鈦礦光電探測領域取得重要進展
    微納電子系任天令教授團隊在鈣鈦礦光電探測領域取得重要進展清華新聞網2月15日電 近日,微納電子系任天令教授團隊在《美國化學學會·納米》(ACS Nano)上發表了一篇題為「矽晶圓集成的單晶鈣鈦礦超快光電探測器」(Ultrafast Photodetector by Integrating Perovskite Directly on Silicon
  • ...遙教授課題組在自組裝手性納米結構和光學活性功能拓展上取得進展
    2020線上API展會,碼上看導讀近日,山東大學化學與化工學院邢鵬遙教授課題組在自組裝手性納米結構和光學活性功能拓展上取得進展,相關成果分別發表在ACS Nano [ACS Nano. 2020, 14, 2522] 和Angew. Chem. Int.
  • 有機-無機雜化鈣鈦礦中的自旋輸運和磁場效應
    01引言有機-無機雜化鈣鈦礦(Organic-Inorganic Hybrid Perovskites)是一類集半導體-鐵電極化-自旋極化為一體的多功能光電材料,它們在光伏、發光、探測器等領域已被廣泛地研究。
  • 南開大學參研鈣鈦礦量子點量子幹涉效應最新成果發表於《自然通訊》
    南開新聞網訊(記者 喬仁銘)近期,南開大學電子信息與光學工程學院光電子薄膜器件研究所李躍龍副教授與廈門大學洪文晶教授課題組、英國蘭卡斯特大學Colin Lambert教授團隊通過合作,在鈣鈦礦量子點量子幹涉效應研究方面取得新進展。
  • 《自然-通訊》報導物理學院劉開輝課題組在碳納米管復極化率測量上...
    由於碳納米管種類繁多,其性質高度依賴於其手性結構,研究結構依賴的碳納米管的基本物理性質成為碳納米管應用的關鍵基礎。然而,單根碳納米管的直徑只有1-3 nm,信號非常微弱,使得它的許多基本物理性質依然尚未完全明晰。其中,介質極化率是表徵光與物質相互作用最基本的光學參數之一,對於理解材料的光電性能及開發其具體應用非常關鍵。
  • 中科大鄒綱教授/波士頓大學陳忻教授《Nat.Commun.》:在高效構建光學活性聚二乙炔功能材料及手性圖案化方面取得新進展
    手性是自然界的基本屬性之一,引入手性結構,聚合物將表現出許多獨特的物理化學性能,因此合成特定手性結構的共軛聚合物材料,研究其獨特的物理化學性質和優異的光、電、磁響應性能,已成為當今高分子科學領域研究的熱點之一。光學活性聚二乙炔(PDA)功能材料表現出許多獨特的性質如手性分子識別、圓偏振螢光等,在對映體選擇傳感、新型手性微納光子學器件等領域具有重要潛在應用。
  • 南京大學研製出迄今最薄的單晶雜化鈣鈦礦柔性光電探測器
    長期以來,彭茹雯教授和王牧教授研究組致力於微納結構的製備科學以及光與微納結構的相互作用研究,特別關注突破衍射極限的納米光子學研究。最近,該研究組又將相關研究應用於光電轉化,比如利用有機-無機雜化鈣鈦礦超構材料實現了高效的光捕獲及光電轉化。
  • 有機-無機雜化滷素鈣鈦礦構效關係研究取得進展
    有機-無機雜化滷素鈣鈦礦材料在太陽能電池、發光二極體、場效應電晶體和光電探測器等多個領域展示廣泛的應用前景。其載流子遷移率是鈣鈦礦材料性能以及實現以鈣鈦礦為基的高效率器件的重要參數。國內外不少課題組通過設計合成新的鈣鈦礦結構來調控載流子遷移率取得了許多重要進展。
  • 東北林業大學團隊:設計纖維素納米晶雜化薄膜實現圓偏振室溫磷光
    近期,東北林業大學劉守新教授、李偉副教授與哥廷根大學張凱教授合作,通過纖維素納米晶(CNCs),聚乙烯醇(PVA)和碳量子點(CDs)的共組裝得到雜化手性光子膜,實現了CPL和CPRTP的雙發射。通過調節雜化膜中CNC / PVA的比例,實現可調的光子禁帶(PBG),從而產生可調的CPL,具有可逆的CPL手性,可調製的CPL波長和高不對稱因子(glum),最高可達-0.27。
  • 陳衝教授課題組在國際能源領域頂級期刊Nano Energy發表鈣鈦礦太陽...
    電池結構和OA-PbSO4(PbO)4量子點對電池中電荷轉移機制的示意圖 電池的光電轉換效率和穩定性測試結果近日,我校光伏材料省重點實驗室校特聘教授陳衝課題組在鈣鈦礦太陽能電池研究領域取得重要進展有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池具有光電轉化效率高、製備工藝簡單等優點和潛在的工業化應用前景,得到了人們廣泛的關注。然而,有機-無機雜化鈣鈦礦晶體表面或內部存在大量缺陷態,這使得電池性能不夠穩定。如何同時提高電池的光電轉換效率和穩定性是目前研究者面臨的重要難題。
  • 二維GeSe2面內各向異性及短波偏振光探測研究
    此類材料獨特的面內各向異性使其區別於以往的石墨烯、MoS2等面內各向同性二維材料,表現出特殊的電學、光學、機械和熱學性能,並被成功應用於集成電路中的反相器、基於晶向的二極體、人造突觸和偏振光光電探測器等器件中。其中,偏振光探測由於在通信中的重要地位,被認為是近年來非常有發展潛力的一個研究領域。
  • 胥傳來/匡華等開發偏振光致手性探針加速神經元分化
    2020年10月26日,江南大學胥傳來教授、匡華教授聯合美國密西根大學Kotov教授在Nature Biomedical Engineering上發表了文章Stimulation of neural stem cell differentiation by circularly polarized light transduced by chiral nanoassemblies。
  • NBE | 胥傳來/匡華等開發偏振光致手性探針加速神經元分化
    」效應的雙核手性探針(圖1),將其與神經幹細胞孵育,隨著幹細胞的分化,探針在細胞內產生構象轉換, 其圓二色光譜(CD)信號反轉。研究發現手性探針與細胞骨架蛋白α-actinin-1有親和作用,偏振光致手性探針產生的光學力矩高達10 nN,該光學力矩產生的機械力與細胞骨架的相互作用刺激了幹細胞的分化,激活了幹細胞內神經元特定基因的高效表達,加速了神經元細胞的分化成熟。
  • 北理在有機-無機雜化金屬滷素鈣鈦礦太陽能電池穩定性研究獲進展
    近日,國際化學與材料領域頂級期刊《能源與環境化學》(Energy & Environmental Science,影響因子30.289)報導了北京理工大學前沿交叉科學研究院崔彬彬課題組在高效率有機-無機雜化金屬滷素鈣鈦礦太陽能電池
  • 工學院佔肖衛課題組與合作者在鈣鈦礦太陽能電池研究中取得重要進展
    最近,北京大學工學院佔肖衛課題組與合作者在鈣鈦礦太陽能電池的研究中取得重要進展,相關工作發表在能源領域著名期刊《能源與環境科學》(Energy & Environmental Science)和化學領域著名期刊《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)上。
  • 東南大學科研團隊製備出無金屬鈣鈦礦型鐵電體
    據江蘇省「分子鐵電科學與應用」重點實驗室帶頭人熊仁根教授介紹,鈣鈦礦材料的用途十分廣泛,上至太空梭下至常見的打火機,都會使用到。「目前常見的鈣鈦礦材料主要有兩種,無機鈣鈦礦和有機-無機雜化型鈣鈦礦。這兩類鈣鈦礦材料均帶有金屬元素,不僅加大了加工、製備的困難。
  • 廈門大學江雲寶教授課題組:超分子手性的非線性相關
    超分子手性聚集體由手性構築基元藉由分子間非共價作用形成,或非手性構築基元在手性模板分子誘導下組裝形成,已在不對稱催化、手性識別和分離、手性發光材料、光伏器件等領域展現應用價值。超分子手性是超分子手性聚集體的重要性質,其特徵可由CD-ee關係曲線來描述,即表達超分子手性的圓二色 (CD) 光譜信號與手性構築單體或手性模板分子的對映體過量值 (ee) 的關聯。