InAs量子点/ZnO纳米柱异质结的制备及光探测性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61306014
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0401.半导体材料
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Semiconductor nanomaterials have become the research hot topic in optoelectronic application. This project addresses a multi-band photodetection based on the heterojunction of InAs quantum dots(QDs)/ZnO nanorod arrays. The band alignment of this heterojunction is designed as "type-II" structure in order to separate electrons and holes effectively. In this detector, the UV response arises from the interband absorption of UV radiation by ZnO, and the visible response is due to the absorption in the InAs QDs, in addition, photocurrents will be increased dramatically by the process of multiple exciton generation (MEG) of InAs QDs excited by high energy photons. Meanwhile the detection range will be expanded to ultraviolet or deep-ultraviolet band. In the course of project, we plan to investigate the size, density and growth mechanism of ZnO nanorod arrays and the method to control the size of InAs QDs, the dependence of band structure on the size of InAs QDs, which we believe the control of size of QDs has the important effect on the detector performance. The photoconductive response of InAs QDs/ZnO nanorods heterojunciton is also investigated. The dependence of detection perforamance on heterojunction structure, InAs QDs and ZnO nanorods properties and carriers transport mechanism will be studied systematically. In order to increase the detection efficiency, the threshold of multiple exciton generation (MEG) will be determined. A more complete study of this project will provide fundamental understanding and techniques of the increase of responsitivity of ZnO/InAs QDs heterojunction in multi-band photodetection application.
半导体纳米材料在光电领域的应用一直是国际上的研究热点。本课题正是基于这样一个着眼点,以光探测器为应用背景,提出采用InAs量子点/ZnO纳米柱阵列异质结获得室温多波段的光响应。本课题基于二者形成II型能带,有效分离光生电子和空穴,除可获得来自于ZnO纳米柱和InAs量子点带间吸收的紫外和可见波段光响应外,还可通过高能入射光子导致的多激子产生效应(MEG)提高光探测率并将探测扩展至紫外或深紫外波段。本课题研究ZnO纳米柱阵列的尺寸、密度和生长机制;掌握InAs量子点尺寸控制技术,研究InAs量子点尺寸和能带的依赖关系,满足II型能带的要求;研究InAs量子点/ZnO纳米柱阵列异质结的多光谱响应;研究器件结构、材料性质与器件性能的关系,研究载流子注入机制及复合机制与器件结构的关系;研究InAs量子点MEG效应阈值条件,提高器件探测效率;探索提高光响应度、降低暗电流的物理方法和技术手段。

结项摘要

本项目的研究目标主要是针对紫外-红外双色和多光谱探测的需求,开展的以宽带隙半导体ZnO为主体,以窄带隙半导体的量子点修饰,由于二者能带的巨大差距,形成II型异质结。主要研究内容包括ZnO纳米材料的制备工艺及生长机制和光电性质;量子点的制备及生长机制及光电特性;异质结探测器的制备及性能研究。通过改变锌源种类获得了形貌可控的ZnO纳米材料;制备了量子点材料,实现了量子点的尺寸和分布的可控性;制备了异质结探测器,通过调控量子点与纳米线的界面,可获得宽光谱的探测性能。通过二者界面的调控,拓展了光谱范围,为实现多光谱和宽光谱探测提供了新途径。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Growth and characterization of ZnO nanoflakes by hydrothermal method: effect of hexamine concentration
水热法生长和表征 ZnO 纳米片:乌洛托品浓度的影响
  • DOI:
    10.1007/s10854-014-1911-5
  • 发表时间:
    2014-06-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Li, Haili;Jiao, Shujie;Li, Lin
  • 通讯作者:
    Li, Lin
Band-edge modulated ZnO pomegranates-on-paper photodetector
带边调制 ZnO 石榴纸光电探测器
  • DOI:
    10.1039/c4tc02787f
  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry C
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Jiao, Shujie;Li, Hongtao;Li, Lin;Zhang, Xitian
  • 通讯作者:
    Zhang, Xitian
Dark current mechanisms investigation of surface passivation InAs/GaSb photodiodes at low temperatures
InAs/GaSb光电二极管低温表面钝化暗电流机理研究
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2015.01.137
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Peng, Ruiqing;Jiao, Shujie;Li, Hongtao;Zhao, Liancheng
  • 通讯作者:
    Zhao, Liancheng
电化学沉积法制备ZnO纳米柱及自驱动紫外探测性能研究
  • DOI:
    10.3788/fgxb20163705.0591
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙兴敏;金轶民;矫淑杰;李海力;王金忠;高世勇;李洪涛
  • 通讯作者:
    李洪涛
Tunable growth of PbS quantum dot-ZnO heterostructure and mechanism analysis
PbS量子点-ZnO异质结构的可调生长及机理分析
  • DOI:
    10.1039/c5ce00292c
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
    CRYSTENGCOMM
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Li, Haili;Jiao, Shujie;Zhang, Xitian
  • 通讯作者:
    Zhang, Xitian

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其他文献

立方纳米结构ZnGa_2O_4的制备及光催化性质
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姜雁博;矫淑杰;高世勇;王东博;王金忠
  • 通讯作者:
    王金忠
Effect of MgO Surface Modification on the TiO2 Nanowires Electrode for Self-Powered UV Photodetectors
MgO 表面改性对自供电紫外光电探测器的 TiO2 纳米线电极的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    倪世明;国凤云;王东博;刘罡;徐志堃;孔令平;王金忠;矫淑杰;张勇;于清江;罗佳炜;王宝;李政昊;张成城;赵连城
  • 通讯作者:
    赵连城
分子束外延方法生长P型氧化锌薄
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    发光学报 第25卷 第4期 P.460,2004年8月
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    矫淑杰;梁红伟;吕有明;申德振
  • 通讯作者:
    申德振
在蓝宝石衬底上生长的氧化锌p-n
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    发光学报,26(4),542-543(2005)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    矫淑杰;张振中;吕有明;申德振
  • 通讯作者:
    申德振

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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

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          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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