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复旦大学方晓生教授团队在电纺光电探测器等方

能源环保    2021-09-18 17:27

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方晓生 复旦大学教授

学习工作经历

2010/11− 至今   复旦大学材料科学系教授,博导

2016/07−2017/07 哈佛大学工程与应用科学学院,访问学者

2009/08−2009/09 麻省理工学院(MIT)材料科学与工程系,访问学者

2008/09−2010/10 日本国立材料研究所青年科学家中心,ICYS Fellow

2006/09−2008/08 日本国立材料研究所,日本学术振兴会(JSPS)博士后研究员

2001/09−2006/07 中国科学院固体物理研究,硕博连读,博士

1997/09−2001/07  安徽大学物理系,本科

研究兴趣和领域

无机半导体和光电探测器

所获荣誉和奖励

2013年度:中组部“万人计划”青年拔尖人才

代表论文或专著

和合作者一起,发表学术论文180篇,共被SCI刊物他引14,000多次,H因子70,自2014年起,连续5年入选美国汤森路透/科睿唯安“高被引科学家(Highly Cited Researchers)”(材料科学领域),应邀担任Journal of Physical Chemistry Letters等6个SCI刊物的编委和Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics的副主编。

 

Small:基于交叉ZnO纳米纤维阵列同质结的新型透明自供电紫外光电探测器

介绍了一种基于电纺ZnO纳米纤维阵列的新型自供电紫外光电探测器。取向纯ZnO纳米纤维和掺Ag的p型ZnO纳米纤维彼此垂直处理,结果制成了ZnO纳米纤维的p–n结阵列。由于纳米纤维之间的固有间隔,该器件在石英衬底上是完全透明的。Ag掺杂过程不仅可以将ZnO转换为p型电导率,从而可以构建这种自供电光电探测器,而且还可以在ZnO纳米纤维中形成Ag纳米颗粒,从而有助于缩短响应时间。

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Yi Ning, et al., Novel Transparent and Self‐Powered UV Photodetector Based on Crossed ZnO Nanofiber Array Homojunction, 2018, 14, 1703754,DOI: 10.1002/smll.201703754

 

Journal of Materials Chemistry C:从纳米纤维到有序ZnO/NiO异质结阵列的自供电和透明紫外光电探测器

提出了一种改进的静电纺丝方法,该方法利用三个辅助电极收集纳米纤维,以实现均匀排列和毫米长的ZnO和NiO纳米纤维阵列,进一步制造成密度为106 cm-2的ZnO / NiO异质结阵列。与参考的ZnO纳米纤维阵列器件相比,ZnO / NiO异质结阵列的光电探测器受益于其内置的电场,具有出色的紫外线(UV)选择性和自供电特性。

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Zhiming Zhang,et al.,From nanofibers to ordered ZnO/NiO heterojunction arrays for self-powered and transparent UV photodetectors,2019, 7, 223-229,DOI: 10.1039/c8tc05877f

 

Advanced Electronic Materials:基于交叉Bar SnO2-NiO纳米纤维阵列的透明光电探测器具有高检测率

采用交叉杆结构设计了一种透明的p - n结型光电探测器。该装置由排列整齐的n‐SnO2和p‐NiO纳米纤维组成,通过成熟的静电纺丝工艺制备,适用于商业应用。在250 nm的照射下,在−5 V下,该探测器的探测效率为2.33 × 1013 Jones,优于目前最先进的SnO2基紫外探测器。

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Zhenghao Long, et al., Cross‐Bar SnO2‐NiO Nanofiber‐Array‐Based Transparent Photodetectors with High Detectivity, 2020, 6, 1901048,  DOI: 10.1002/aelm.201901048

 

Advanced Energy Materials:基于FeCo/Co2P杂化纳米粒子的高性能三功能电催化剂,用于锌空气电池和自供电总水分解

通过简单的一罐策略探索了混合三功能电催化剂,以实现高效的氧还原反应(ORR)、析氧反应(OER)和析氢反应(HER)。该催化剂由石墨碳膜包裹的FeCo纳米颗粒、Co2P纳米颗粒和N、P共掺杂的碳纳米纤维网络组成。FeCo纳米颗粒以及Co2P和FeCo纳米颗粒的协同作用分别对ORR、OER和HER活性有主要贡献。因此,作为组装的锌-空气电池表现出154mw cm−2的高功率密度,充放电电压间隙为0.83 V(在10 mA cm−2)和出色的稳定性。

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Qing Shi,et al.,High-Performance Trifunctional Electrocatalysts Based on FeCo/Co2P Hybrid Nanoparticles for Zinc–Air Battery and Self-Powered Overall Water Splitting, 2020, 10, 1903854

 

Materials Horizons:生物启发的透明MXene电极,用于柔性紫外光电探测器

提出了一种生物启发的透明MXene薄膜,其高透光率约为90%,薄片电阻值约为3Ω sq−1。此外,由于MXene电极表面存在各种末端基团,可以通过不同的蚀刻工艺调节其工作功能,并与静电纺TiO2薄膜结合,集成了半透明的紫外光电探测器。此外,电极和构建的光电探测器都表现出卓越的灵活性,可以存活1000次弯曲周期。这项工作不仅为同时提高透明电极的透光率和导电性提供了新的途径,也为光电子学的广泛应用提供了可能。

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Jiaxin Chen,et al., Bio-inspired transparent MXene electrodes for flexible UV photodetectors, 2020,7,1828-1833,DOI: 10.1039/d0mh00394h

 

Advanced Functional Materials:电纺Y3+掺杂TiO2纳米纤维膜基紫外光电探测器的构建及其柔性研究

通过简单的元素掺杂方法和静电纺丝技术可以实现具有强健疲劳强度和光电性能的超柔性TiO2 NFMs。掺杂2mol%Y3+的NFM基光电探测器在350nm光照、3V电压下表现出优异的紫外探测性能,即4.5 A W-1的响应度、1.6×1011 Jones的探测度和约1.6µA的光电流。所得的Y3+掺杂TiO2 NFM在约145°弯曲20000次后,仍可保持约60%的原始光电流。

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Ziliang Li, et al.,Mechanically Compatible UV Photodetectors Based on Electrospun Free‐Standing Y3+‐Doped TiO2 Nanofibrous Membranes with Enhanced Flexibility,2020, 30, 2005291, DOI: 10.1002/adfm.202005291

 

Journal of Materials Chemistry A:超轻且坚固的碳纳米纤维气凝胶,用于高级能量存储

报道了一种基于焊接效应而非纤维间纠缠的独特网状结构的碳纳米纤维气凝胶,通过表面羧化处理辅助细菌纤维素(BC)纳米纤维的碳化。制备的碳气凝胶密度极低,约为2.7 mg cm−3,具有很高的灵活性(ε > 90%)和良好的重复压缩时间(ε = 90%循环100次后仅减少3%)。在0.5 a g−1时,其比电容为268 F g−1。

Yu Ma,et al.,Ultralight and robust carbon nanofiber aerogels for advanced energy storage, 2021, 9, 900-907, DOI: 10.1039/d0ta09466h