【科学综述】硒化铅核壳量子点的合成与应用研究进展
The following article is from 中国光学 Author 长光所Light中心
《发光学报》 2020年 41卷 6期
http://www.fgxb.org/CN/volumn/home.shtml
（复制链接至浏览器查看原文）
扫码阅读全文
硒化铅（PbSe）量子点具有宽的红外光谱调控范围、高的荧光量子产率和可溶液加工等特点，成为一类重要的红外材料体系。与广泛研究的PbS量子点相比，PbSe量子点易被空气氧化，从而严重破坏其光电特性，制约了其应用的发展。壳层的包覆是有效提升PbSe量子点光学特性和化学稳定性的策略之一，是推动PbSe量子点应用发展的材料研究方向。
近日，来自北京理工大学钟海政教授团队的博士后李冬博士（拟加入邯郸学院）和张小丽硕士在《发光学报》杂志中发表了题为“硒化铅核壳量子点的合成与应用研究进展”的综述文章。该综述重点介绍了PbSe核壳量子点的种类和合成方法，简述了其在光电探测、太阳能电池、激光器和光催化领域的应用进展，有望对从事本领域研究的学者和研究生有所借鉴。
引言
图1 红外胶体半导体量子点（禁带宽度<1eV）的光谱调控范围
在众多红外量子点材料中，PbSe量子点由于具有宽的光谱调控范围（覆盖1200~4000nm）（图1），在光通讯波段（1300~1550nm）高的荧光量子产率（接近90%）以及显著的多激子效应和高的载流子迁移率，使其在红外光电探测和太阳能电池中具有应用潜力。因此，PbSe量子点已成为学术界和工业界重点关注的红外量子点材料体系之一。
遗憾的是，PbSe量子点对空气极其敏感，研究表明在空气中PbSe量子点会在短时间内经历氧化和碰撞诱导解离过程，从而导致其光学活性恶化，制约了PbSe量子点的应用。因此，通过壳层包覆来钝化PbSe量子点是解决以上问题的关键。
PbSe核壳量子点的种类、合成方法和应用
PbSe核壳量子点主要包括PbSe/CdSe、PbSe/PbS、PbSe/PbSexS1-x、PbSe/SnSe和PbSe/SnS核壳量子点（图2）。这主要是因为这些壳层材料对PbSe量子点而言具有低的晶格错配率和抗氧化能力。目前，这些核壳量子点的主要合成方法是阳离子交换法和交替离子层吸附生长法(SILAR)。这两种方法可以单独使用，也可以选择性的联合使用。通过壳层的包覆，PbSe核壳量子点比裸PbSe量子点具有更优异的抗氧化能力，使其在太阳能电池、光电探测器、激光器和光催化领域具有应用潜力。
进展
虽然PbSe核壳量子点在合成和应用领域已经有了一些突破性的进展，但是仍存在着一些重要的科学和技术问题亟待解决。
与PbS相比，PbSe可以覆盖更加宽的红外光谱范围，目前研究报道中PbSe核壳量子点的光谱范围主要集中在近红外至短波红外波段，中波红外波段的PbSe核壳量子点的研究和应用报道还比较少。
对于构建红外光电器件来说，低成本、大规模的制备高质量PbSe核壳量子点是至关重要的。然而，在现有的合成技术下制备克级乃至千克级别的高质量PbSe核壳量子点仍然是巨大的挑战。
PbSe量子点的器件应用主要集中在太阳能电池和光电探测器中，基于PbSe量子点的红外发光二极管应用研究还相对较少。由于PbSe核壳量子点在光通讯波段具有很高的荧光量子产率，未来有望为红外光源的研究提供机遇。
总之，制备低成本、大规模和高质量的PbSe核壳量子点将对其在红外波段的科学研究产生深远影响。
博士后，2018年于北京师范大学获得博士学位，先后在石家庄学院、江西农业大学、北京师范大学、北京理工大学学习和从事博士后研究。2020年拟加入邯郸学院化学化工与材料学院。目前主要从事量子点合成及其光电应用方面的研究。已在Journal of the American Chemical Society，Journal of Physical Chemistry Letters, Nanoscale等期刊上发表论文20余篇。
《发光学报》第一届青年编委，教授，博士研究生导师。2008年于中国科学院化学研究所获得博士学位，先后在吉林大学、中国科学院化学研究所、加州大学洛杉矶分校、多伦多大学学习和从事博士后研究。2010年加入北京理工大学材料学院，2013年破格晋升为教授。先后获得人事部留学归国择优资助（2012年）、北京市青年英才（2013年）、北京市科技新星（2014年）、国家自然科学优秀青年基金（2017年）等人才计划支持。已完成和承担科研项目10余项。目前主要从事量子点应用技术研究。已在Advanced Materials, ACS Nano, Light: Science & Applications, Advanced Optical Materials等期刊上发表论文140余篇，所有论文SCI引用6900次，单篇最高引用1000次，H指数39。申请中国专利40余项，提交PCT专利申请8项，为3本专著撰写章节。在包括美国SID显示年会、欧洲显示2015年会、日本显示年会、IEEE Photonics 2018年会等重要国内外会议上做邀请报告30余次。2018年获得北京市科学技术奖励二等奖（排名2/10），2019年获得日本IDW显示会议最佳论文奖。兼任全国纳米技术标准化技术委员会纳米光电显示技术标准化工作组副组长、Journal of Physical Chemistry Letters副主编、《中国光学》编委、Journal of semiconductors编委、中国物理学会光散射委员会委员、中国真空学会理事（显示技术委员会）等学术职务。
《发光学报》创刊于 1980 年，由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国物理学会发光分会主办，发光学及应用国家重点实验室协办，是一本以发光学、凝聚态物质中的激发态过程为专业方向的综合性学术刊物，涵盖半导体发光、有机发光、稀土发光、纳米发光、生物发光、激光等诸多领域。现任名誉主编是徐叙瑢院士、范希武研究员和王立军院士，主编是申德振研究员。自创刊以来，《发光学报》不断发展壮大，被国内外多个知名数据库收录，包括EI、Elsevier Scopus、INSPEC（英国《科学文摘》）、CA（美国《化学文摘》）、CSA（美国《剑桥科学文摘》）等，不仅已成为国内发光学领域广大作者和读者学术交流和成果发布的权威平台，而且正逐渐成为具有一定国际学术影响力的国产中文科技期刊。
●【期刊专栏】“面向高能效人工智能计算的可重构芯片技术”专刊
●【科学综述】碳在集成硅/石墨负极用于高能量密度锂离子电池的关键作用
●【科学综述】南方科技大学陈锐团队综述：二维CdSe纳米片的光学性质及其应用
●【科学综述】澳大利亚伍伦贡大学郭再萍课题组综述：过渡金属二硫属化物的储钾特性
为满足更多科研工作者的需求，蔻享平台开通了各科研领域的微信交流群。进群请添加微信18019902656（备注您的科研方向）小编拉您入群哟！
欢迎大家提供各类学术会议或学术报告信息，以便广大科研人员参与交流学习。