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[材料资讯] 曾海波课题组Adv.Mater :仿生型窄带探测成像研究进展

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发表于 2020-1-28 09:45:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
新型显示材料与器件工信部重点实验室在国际著名期刊Advanced Materials上发表题为“Bionic Detectors Based on Low‐Bandgap Inorganic Perovskite for Selective NIR‐I Photon Detection and Imaging”的研究论文(论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201905362),通讯作者为徐晓宝曾海波教授。

仿生型窄带探测成像

仿生型窄带探测成像
       近红外波段(700~ 900 nm)作为生物窗口,对生物样品有低损伤、深穿透和小噪声等特点,因此该波段的荧光检测和成像被视为一种强大的实时医学诊断、手术和治疗技术。目前用于红外波段的探测器主要还是窄带半导体探测器,探测的机理使得这类探测器不仅对近红外波段有响应,也可探测可见光波段。更糟糕的是,用于体内荧光成像的染料也是红外光可激发的,激发光的影响更加降低了探测的精度。尽管目前可以借助滤光器等光学原件来选择性透过红外光,但是复杂的光学原件使探测器变得繁琐且成本增加,针对红外波段的窄带探测器仍是目前市场的缺失。
       在本工作中,作者从蝴蝶复眼中的微观结构中获得灵感,制备了由LiF和NPB(N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine)构成的全介质光学微腔,并将其充当毯细胞与作为感杆束的卤素钙钛矿CsPb0.5Sn0.5I3探测器相配备,实现了紧凑高效的近红外窄带探测器(半高宽小于50 nm)。此外,通过对材料的选择和制备工艺的调控,所得探测器具有很好的探测性能。其中,快速响应带宽为543 kHz,探测极限低至0.33 nW,保证了实时高分辨率的传感能力。超低的噪声电流(10-13 A Hz−1/2)和超高的探测度(~1014 Jones)确保了其对于弱光的有效检测和成像。
       该工作是继无滤波的仿生人眼的三基色窄波段探测阵列 (Nano let., 2018, 18, 7628),260-320nm的紫外窄波段探测(J. Mater. Chem. C 2019, 7, 4503),响应度~350A/W的大增益宽光谱探测元器件(J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 12164),以及x-ray的探测(ACS Nano 2019, DOI:10.1021/acsnano.9b06114),在探测成像领域的另一代表作。
       该工作得到了江苏省自然科学基金以及中央高校基本科研业务费专项资金的支持。


       曾海波南京理工大学纳米光电材料研究所所长、教授、博导。2006年博士毕业于中科院固体物理所,曾工作于中科院、德国、日本,先后获得首届国家优秀青年基金(2012年)、安徽省科学技术一等奖(2013年),现主持科技部973项目课题、国家自然科学基金等项目,担任南京理工大学学术委员会委员、Elsevier出版社《Current Applied Physics》编辑等学术兼职。长期从事光电信息材料与器件研究,包括低维半导体计算设计、超薄半导体及其应用、半导体量子点LED等光电器件。共发表SCI论文120余篇,第一与通讯作者论文60余篇,《纳米快报》、《先进材料》、《德国应化》等影响因子10以上论文20余篇;获SCI引用4500余次,最高555次,ESI高引论文15篇。纳米光电材料研究所,主要面向信息与能源应用需求,从事新型半导体材料与光电器件研究。
       徐晓宝南京理工大学新型显示材料与器件工信部重点实验室青年教授。2016年获得华中科技大学的武汉光电国家实验室的博士学位;2014-2015年获得留学基金委资助,在加州大学洛杉矶分校Yang Yang实验室联合培养;2016-2018在华盛顿大学Alex Jen实验室从事博士后研究。回国工作后,主要从事光电探测元器件结构设计和器件物理研究工作。目前,在Nat. Commun., J. Am.Chem. Soc., Nano Lett., ACS Nano, Adv. Funct. Mater.等期刊发表SCI 论文40余篇,其中一作、通讯文章包括Nano letter 3篇,ACS nano 2篇, Adv Mater 1篇, Adv Funct Mater 3篇等19篇文章,引用超2700次,H因子28。

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