APP下載

湯怒江教授、都有為院士團隊發表窄化原子級二維氮化碳帶隙的研究進展

2019-10-21

    我校物理學院、固體微結構物理國家重點實驗室、人工微結構科學與技術協同創新中心、江蘇省納米技術重點實驗室的湯怒江教授/都有為院士課題組在二維原子級厚度的氮化碳的窄化帶隙研究中取得進展。

    原子級厚度的二維氮化碳是一種類石墨烯的二維碳基材料,因具有3.06 eV的本征帶隙而比零帶隙的石墨烯在半導體應用方面具有更大的潛能。但過寬的帶隙也使得該材料的許多半導體器件應用受到了限制。由于較差的熱穩定性又使得傳統碳基材料中的、通過熱退火摻雜異質原子調節帶隙的途徑變得不可行,這使得窄化該材料的帶隙一直都是一個挑戰。



    該團隊前期首創了低維碳材料的超摻雜技術,即首先對低維碳材料進行氟化后再進行熱退氟處理,利用退氟帶走碳原子而產生的碳空位實現了輕質元素的超摻雜,并最終實現了近室溫鐵磁性的氮超摻雜石墨烯(Nature Communications 7,10921,2016)。該團隊借助于該氟化熱退氟工藝,通過先輕度氟化氮化碳[F/(C+N)%=2.04%]后再熱退氟處理后發現:熱退氟后能在原子級二維碳氮中引入少量的氰基,其帶隙從3.06 eV能有效窄化到2.86 eV。該團隊通過理論計算證實:氰基的引入能有效窄化其帶隙,并改變其表面的電荷分布。最后,該團隊演示了氟化退氟使得該材料的見光光催化產氫性能從262.43顯著提升到3809.6 mmol h-1g-1的應用實例。該成果以《Increasing solar absorption of atomically thin 2D carbon nitride sheets for enhanced visible-light photocatalysis》為題發表在(Advanced Materials 31, 1807540,2019)上。物理學院2017級博士生王勇為論文第一作者,湯怒江教授和中國科學院金屬所劉崗研究員為論文共同通訊作者。以上研究得到了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金委、科學院、南京大學“雙一流建設”課題等的資助。

來源:南京大學 新聞網

關閉窗口
  • 華中科技大學
  • 中國科學院生物物理研究所
  • 二維碼
江西快3下载