浙江大學(xué)硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和材料科學(xué)與工程學(xué)院楊德仁院士領(lǐng)銜的硅材料研究團(tuán)隊(duì)的皮孝東教授研究組近日在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的頂級(jí)綜述期刊《Materials Science and Engineering R：Reports》 上發(fā)表了題為“Silicon nanocrystals: unfading silicon materials for optoelectronics”的長(zhǎng)篇綜述論文 [Materials Science & Engineering R 138 (2019) 85?117. DOI: 10.1016/j.mser.2019.06.001.]。該論文系統(tǒng)總結(jié)了硅材料的一種至關(guān)重要的納米結(jié)構(gòu)¾硅納米晶體的光電性能調(diào)控及其器件應(yīng)用，指出硅納米晶體作為面向光電子應(yīng)用的硅材料具有強(qiáng)大的生命力。盡管有關(guān)硅納米晶體的研究面臨著一系列挑戰(zhàn)，但是未來的令人興奮的發(fā)展值得期待。
硅納米晶體是晶態(tài)的硅納米顆粒。當(dāng)其尺寸小于10 nm時(shí)，也可以叫作硅量子點(diǎn)。通過控制硅納米晶體的尺寸，表面以及摻雜，硅納米晶體的發(fā)光性能已得到很大改善。目前硅納米晶體已實(shí)現(xiàn)了熒光量子效率超過60%的發(fā)光，在高性能發(fā)光二極管、電刺激-光輸出神經(jīng)突出器件以及下轉(zhuǎn)換的光伏器件中展現(xiàn)出了重要的應(yīng)用前景。近年來，利用摻雜等手段硅納米晶體具備了從紫外到中紅外的寬光譜吸收。這促進(jìn)了硅納米晶在新型的太陽電池、光電探測(cè)器以及光刺激-電輸出光電神經(jīng)突觸器件中的應(yīng)用。隨著硅納米晶體的電子和光學(xué)性能的不斷提升，新穎光電器件結(jié)構(gòu)的開發(fā)，硅納米晶體有望為面向后摩爾時(shí)代的硅基光電集成和面向類腦計(jì)算的硅基光電集成等領(lǐng)域的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。
倪朕伊博士和周述博士是本綜述論文的共同第一作者。相關(guān)工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家基金委創(chuàng)新群體項(xiàng)目和國(guó)家基金委面上項(xiàng)目的支持。
論文連接：https://doi.org/10.1016/j.mser.2019.06.001
