(Invited) Development of Ag- and Sn-Based Colloidal Quantum Dots for Near Infrared Photodetection
Notice bibliographique
Résumé
Low-cost photodetectors with sensitivity in the second near-infrared window (NIR-II, 1000–1700 nm) are highly demanded. Recently, we made the first demonstration of an Ag2Se colloidal quantum dots (QDs) photodiode with sensitivity up to 1200 nm. By employing secondary phosphine to elevate the precursor reactivity, the Ag2Se QDs with a distinct excitonic absorption peak was achieved. These nanocrystals were deposited from solution into a mesoporous TiO2 scaffold to increase the light absorption and charge separation and reduce the exciton diffusion length. By incorporating a suitable hole-transporting layer between the active layer and Ag anode, the resulting devices showed a responsivity of 4.17 mA/W at 1200 nm.1 Also, Ag2Te QDs are excellent for advancing the detection wavelength. Their synthesis with desired particle sizes, narrow size distribution and high photoluminescence quantum yield (PL QY) is challenging. We systematically investigate critical parameters affecting the synthesis in an organic phase. It shows that high Ag/Te feed ratio leads to smaller size and higher PL QY; under 4:1 Ag/Te feed molar ratio, addition of secondary phosphine leads to narrower size distribution and excellent colloidal stability; under 6:1 Ag/Te feed molar ratio, excess 1-dodecanethiol as a strong ligand slows the nucleation and results in fewer nuclei, leading to a broad size distribution and poor optical properties; additional n-trioctyl phosphine as a weak ligand provides better colloidal stability; and another weak ligand n-tributylphosphine improves Ag2Te QD colloidal stability, focuses size distribution, and enhances PL QY. After optimization relatively large Ag2Te QDs with distinct excitonic absorption peaks (~1050 – 1450 nm) and PL emission peak 1.3 – 1.7 µm (QY up to 6.2%) were obtained. NIR-II photodetection has been demonstrated with a responsivity of ~1.5 mA/W at 1400 nm.2 More recently, we have been developing Sn-based chalcogenide QDs and obtained preliminary photodetection results. These results demonstrate that Ag and Sn chalcogenide QDs offer a low-toxicity route for low-cost fabrication of NIR-II photodetection. Reference: [1] Graddage N, Ouyang J, Lu J, Chu TY, Zhang Y, Li Z, Wu X, Malenfant PRL, Tao Y. Near-Infrared-II Photodetectors Based on Silver Selenide Quantum Dots on Mesoporous TiO2 Scaffolds. ACS Applied Nano Materials 2020, 3: 12209–12217. [2] Ouyang J, Graddage N, Lu J, Zhong Y, Chu TY, Zhang Y, Wu X, Kodra O, Li Z, Tao Y, Ding J. Ag2Te Colloidal Quantum Dots for Near-Infrared-II Photodetectors. ACS Applied Nano Materials 2021, 4: 13587–13601. Keywords: Environmentally Friendly; Near Infrared; Quantum Dots; Photodetection.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,005 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».