期刊上的最新研究ACS应用纳米材料着重于制造巨大增强的硅纳米线（SINW）的宽带光电探测器，利用SINW核心壳结构，并使用水液热处理的氮掺杂石墨烯量子点（N-GQD）。
学习：硅纳米线阵列，带有氮的石墨烯量子点，用于光电探测器。图片来源：Tayfun Ruzgar/Shutterstock.com
根据这项研究，硅是一种天然发生的，多功能，无害的半导体矿物，具有与太阳光谱相对应的能带隙。
材料特性
一维（1-D）SINW由于其较大的地表到体积比例，强大的捕获效果，快速充电运输和高电荷收集效率而增加了研究的注意力，通过降低载流子的运输路径，与散装SI相比。
工业利用
蚀刻后，SINWS表现出改进的材料特征，例如光吸收和发射，表面内置放大，电子孔耦合，量子限制等。结果，光电探测器，光伏高灵敏度传感器，现场效应晶体管，热电设备，超级电容器和其他设备将受益于使用的增加。反应性离子蚀刻可用于创建单晶罪。
实验方法
在气密玻璃瓶中，将葡萄糖和水溶液溶液混合在一起以形成N-GQD。然后将含有0.325 M葡萄糖（5毫升Di水中290 mg）和0.528 m氨（5毫升Di水中45毫克）的气密玻璃容器放入柜子中。在不同的反应周期中，将溶液组合放置在标准温度和环境压力下，没有光照射（0、1和3个月）。分子量阈值用于透析3个月反应期间产生的N-GQD。
基于p-sinw和氮掺杂石墨烯量子点（NGQD）的光电探测器。MACE方法用于在商业化的Si Wafer上生产垂直堆叠的SINW阵列[P型，（100）取向，10-15Ω-CM，1 * 1 cm2尺寸]。
N-GQDS层是通过在1×1 cm2 sinw模板上以3000 rpm的1×1 cm2 sinw模板上自旋涂层在SINW阵列上获得的，持续30 s。
形态学结果
SINW阵列的平均长度预计为5μm，直径范围为20至200 nm。在Si表面上的非均匀Au涂层以及生长过程中极端各向异性的蚀刻，解释了大量直径分散体。
N-GQD XRD模式显示为以2θ= 22.5°为中心的宽峰。从Debye-Sherrer公式计算出的相应粒径约为4.24 nm。
检查了高分辨率XPS N 1S频谱，以进一步研究NGQD中存在的N的构型。在398.52 eV处的N 1S峰可能安装在三个不同的峰中，以〜398.5，〜400.2和〜401.5 eV为中心，对应于吡啶素n（398.5 eV），吡咯n（398.5 eV），吡咯n（400.2 eV）和图形n（400.2 eV）和图形N（400.5 ev），n（401.5 ev），（401.5 ev），（401.5 ev），（401.5 ev），（401.5 ev），（401.5 ev），（401.5 ev），（401.5 ev），分别。
光学分析
N-GQD的吸收光谱范围为250至600 nm。在约277 nm处的主要不同吸收峰是由于π -π*电子过渡而产生的。在300 nm波长，在350 nm处的明显峰和带隙的转变吸收峰在425 nm处观察到的宽吸收带，长尾巴延伸到可见区域。
量子点，它们是什么？他们如何工作以及他们的应用？
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对于所有四个不同的模板，发现较大的吸收峰范围从250至500 nm不等，并具有扩展的吸收尾巴为900 nm。
光电结果
在室温下，使用Keithley 4200测量所有IV参数。对于光照射，采用了100 mW/cm2功率的太阳能模拟器。观察到更高的PL强度峰值。SINW阵列中存在较大程度的孔隙率的存在由显着较高的PL强度，其峰值在655 nm处。
IV曲线的不对称性显示了SINWS矩阵和N-GQD之间的异质结。与对照SINW设备相比，所有N-GQDS板晶体管的光电流均显示出大量下降，并且在可见光下的光电流增加。
与对照SINW半导体相比，所有N-GQD涂层的小工具在暗电流中均显示出大量下降，并且在可见光下的光电流增加。
N-GQD和SINWS之间的频带结构的创建可能会解释当应用反向门电压时，光反应性能的巨大改善。
简而言之，使用水热和狼牙棒技术分别合成氮掺杂的GQD（N-GQD）和p-SINW，以使用标准的低调解决方案创建新的N-GDQ/SINW Core-Shell异质结构。
通过扩展SINW的KOH蚀刻过程中有用的连接区域，可以大大增强异质结构的光电和光电功能。除了光电探测器的应用外，异质结构还可以用于能够捕获整个阳光光谱的太阳能电池排列中。
参考
Mondal，H.，Dey，T。，＆Basori，R。（2021）。硅纳米线阵列，带有氮的石墨烯量子点，用于光电探测器。ACS应用的纳米材料欧洲杯足球竞彩。https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsanm.1c0250
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