氧化锌单晶生长、载流子调控与应用研究进展

氧化锌(ZnO)是一种历史悠久的材料,由于其微观结构非中心对称,最初被预测可以应用于压电和非线性光学领域,又因为它在室温下具有宽的禁带和高的激子束缚能,是一类重要的第三代宽禁带半导体材料,在半导体领域受到了广泛关注。然而,在实际应用中,ZnO在上述各个领域都遇到了一些瓶颈问题:在压电领域,原本被认为是绝缘的ZnO出现了意外的导电性;在非线性光学领域,ZnO的折射率差很小,难以获得好的相位匹配;在半导体领域,难以同时获得高载流子浓度、高迁移率、高热稳定性的p型ZnO。本文主要针对以上ZnO的应用前景及相关瓶颈问题进行了总结,并提出了适用于离子型化合物半导体的载流子调控普适性理论,即:载流子类型完全由材料的精细化学组分完整表达式来决定。这一规则将原本被认为是无关的材料精细化学组分完整表达式和载流子类型两个概念联系起来,在认识上具有很大的突破,并形成了材料科学研究的新范式。该范式成功指导了高绝缘和高热稳定性的n型ZnO单晶以及高迁移率掺Al∶ZnO薄膜的生长,并为高载流子浓度、高迁移率、高热稳定性p型ZnO的制备提供了新思路。近来,除了上述应用领域外,ZnO还被发现在超快闪烁体和中红外(MIR)透明导电窗口领域具有较大的应用贡献,并推测这些领域很可能领先于ZnO原本受到重视的研究领域而取得真正的应用进展。     

一种大斯托克斯位移的红光发射荧光探针选择性检测次氯酸

设计、合成了一种基于巴比妥酸衍生物的具有 D-π-A结构的光学探针 3。该探针能够作为一种高度灵敏和选择性的次氯酸指示剂, 快速实现对次氯酸的比色和荧光信号(开-关)的双响应(约 15 s)。推测的响应机制是 ClO^-与 C=C之间发生了亲电加成和氧化裂解反应, 导致探针的 D-π-A 结构遭到破坏, 从而阻断了其分子内电荷转移(intramolecular charge transfer, ICT)进程。探针只需一步即可合成, 同时具有红光发射(628 nm)和较大的斯托克斯位移(158 nm), 检测限(limit of detection, LOD)低至14 nmol·L^-1。此外, 探针还表现出低细胞毒性, 并成功应用于活细胞成像。