二硫化钼与Pb1-xSnxSe(Te)异质结中红外探测器件

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61904055
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    王启胜
  • 依托单位：
    华南师范大学
  • 学科分类：
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Mid-infrared detectors play an important role in defense and aviation, industrial automation, petrochemical analysis, astronomical detection, health and medical, safety and environmental monitoring. However, the current widely used mid-infrared photodetectors based on IV-VI and III-V narrow-band gap semiconductors suffer from the large thermal noise, low responsivity and narrow bandwidth. To solve these problems, this project for the first time proposes the heterojunction combining Pb1-xSnxSe(Te) with two-dimensional semiconductor MoS2. This new heterostructure, on one hand, fully utilizes the excellent mid-infrared response properties of the traditional IV-VI semiconductor Pb1-xSnxSe(Te). And, on the other hand, it synergizes the superior electrical properties of two-dimensional semiconductor-low dark current, high mobility and highly electrical modulation by gate voltage. The project aims to elucidate the scientific relation between the electronic structure and optoelectronic properties in the heterojunction, and to realize the high-performance mid-infrared detection.
中红外探测器件在国防与航空，工业自动化、石化分析、天文探测、健康医疗、安全监控和环境监测等领域发挥重要作用，然而当前广泛应用的IV-VI族与III-V族窄带隙半导体中红外光电探测器件面临热噪音大、响应度低和响应带宽窄等问题。本项目首次提出基于二维半导体MoS2与Pb1-xSnxSe(Te)异质能带结构的中红外光电探测器件，一方面充分应用传统IV-VI族半导体Pb1-xSnxSe(Te)优异的中红外波段响应特性，另一方面协同新型二维半导体优良的电学性能，也即低暗电流、高迁移率和高度栅压可调控性。围绕MoS2与Pb1-xSnxSe(Te)异质结的电子结构与光电性能之间的本质关系这一关键科学问题，本项目预期建立新的“构效”关系理论，并实现综合性能优异的中红外探测器件。

结项摘要

自二次世界大战以来，铅盐半导体在军用红外探测上得到了广泛应用，然而铅盐半导体长期面临晶体质量差、大面积制备难、制备工艺复杂等挑战；国内外企业及研究机构普遍采用化学浴方法(Thin Solid Films 731 (2021) 138749, J. Mater. Sci. 41 (17) (2006) 5723–5725)制备铅盐薄膜，尽管其能实现大规模沉积，然而低结晶质量铅盐直接导致了红外探测性能远逊色于其理论值。本项目探索高度单晶、大面积和低成本的化学气相沉积技术制备铅盐薄膜，并发现了铅盐薄膜新奇的红外响应机制与特性。本项目发展了英寸级单晶铅盐半导体薄膜低成本制备策略；制造出自驱动（0偏压）、高速响应（500 ns）、室温高灵敏度铅盐红外探测器，在国防和民用领域具有重要的应用潜力。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Direct imaging of carrier diffusion length in organic-inorganic perovskites
有机-无机钙钛矿中载流子扩散长度的直接成像
  • DOI：
    10.1063/1.5133979
  • 发表时间：
    2019-12-09
  • 期刊：
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Liao, Zebing;Xiao, Zeqi;Li, Jingbo
  • 通讯作者：
    Li, Jingbo
Nonvolatile charge memory with optical controllability in two-terminal pristine α-In2Se3 nanosheets
两端原始 α-In2Se3 纳米片中具有光学可控性的非易失性电荷存储器
  • DOI：
    10.1088/1361-6463/ab5737
  • 发表时间：
    2020-02-13
  • 期刊：
    JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Li, Qinliang;Yuan, Cailei;Li, Jingbo
  • 通讯作者：
    Li, Jingbo
Hot-carrier infrared detection in PbS with ultrafast and highly sensitive responses
具有超快和高灵敏度响应的 PbS 中的热载流子红外检测
  • DOI：
    10.1063/5.0078394
  • 发表时间：
    2022-01
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Shiteng Wu;Liyun Qin;Qinliang Li;Zhiming Wu;Zhongquan Nie;Yadong Jiang;Jun Wang;Zhen Wang;Yang-Bo Zhou;Kuai Yu;Li Wang;Qisheng Wang
  • 通讯作者：
    Qisheng Wang
Manipulating Photon Propagation via a Perovskite Microwire Array
通过钙钛矿微线阵列操纵光子传播
  • DOI：
    10.1021/acs.jpcc.0c07712
  • 发表时间：
    2020-10
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Liao Zebing;Xiao Zeqi;Li Qinliang;Miao Yu;Wei Ying;Gu Huaimin;Jiang Xiaofang;Wang Qisheng;Li Jingbo
  • 通讯作者：
    Li Jingbo
Enhancement of infrared response speed via modulating crystallinity of highly-oriented PbS polycrystalline thin films
通过调节高取向 PbS 多晶薄膜的结晶度提高红外响应速度
  • DOI：
    10.1016/j.infrared.2022.104033
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Infrared Physics & Technology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liyun Qin;Shiteng Wu;Jeffrey Gan Wang;Qinliang Li;Cailei Yuan;Zhendong Wang;Jianyu Wang;Zhengguang Hu;Li Wang;Qisheng Wang
  • 通讯作者：
    Qisheng Wang

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其他文献

长江三峡区八字门滑坡稳定性分析与评价
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    青岛理工大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    贺可强;王启胜;王荣鲁;陈淑奎
  • 通讯作者：
    陈淑奎

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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