有机/纳米钽酸盐复合深紫外选择性响应光电功能材料

"深紫外光的选择性灵敏响应"是紫外光电信息技术中最受关注核心课题之一，在国防和民用领域均有着重要的应用背景。本项目拟在湿法合成深紫外敏感钽酸盐纳米材料，掌握其化学结构、晶体结构、形态结构对其能带结构、输运特性影响规律的前提下，设计、合成能带结构、化学结构、聚集态结构与之相匹配的有机深紫外光敏功能基元，实现有机、无机组分在纳米尺度的有效复合，制备有机/钽酸盐纳米复合光电功能材料及相关深紫外探测原型器件。考察复合材料聚集态结构以及复合界面化学/电子结构与紫外光电响应的相关规律；探索深紫外高能量光激励下，复合材料结构性能演化的新现象、新机制；探寻实现深紫外选择性灵敏响应的新途径；将有助于丰富和发展有机/无机复合半导体理论，为设计制备具有核心知识产权的新材料体系提供理论和实验基础。

“深紫外光的选择性灵敏响应”是紫外光电信息技术中最受关注核心课题之一，在国防和民用领域均有着重要的应用背景。. 本项目在湿法合成深紫外敏感钽酸盐纳米材料，掌握其化学结构、晶体结构、形态结构对其能带结构、输运特性影响规律的前提下，设计、合成能带结构、化学结构、聚集态结构与之相匹配的有机深紫外光敏功能基元，实现有机、无机组分在纳米尺度的有效复合，制备有机/钽酸盐纳米复合光电功能材料及相关深紫外探测原型器件。. 项目从前驱体的结构设计入手，将柠檬酸钠引入到前驱体的制备过程中，并采用两步水热法，制备了粒径在5-20nm范围内可控的NaTaO3纳米晶体。该方法成功克服了传统方法所导致的NaTaO3晶体的快成核快生长，实现了通过简单改变反应时间来调控纳米晶粒径的目的。而且，我们的研究还发现不但柠檬酸钠适用于该方法，bicine, triacetin和 EDTA 2Na等水溶性配体同样可以用于控制NaTaO3纳米晶的粒径，粒径控制范围为5-30nm。. 设计制备了以宽带隙有机半导体TmPyPB作为给体，无机纳米NaTaO3为受体的有机无机复合深紫外探测器件。分别在NaTaO3表面接上DDA，吡啶配体，研究了纳米粒子表面配体对有机无机杂化器件光探测性能的影响，结果显示吡啶改性的NaTaO3与TmPyPB复合得到的本体异质结器件经过优化后对280nm的深紫外光具有很好的响应，其响应率为20mA/W,光暗电流比达到4400，探测率为2.34ｘ1011 cmHz1/2/W，光谱响应结果表明器件对317nm以下的紫外光具有选择响应。