Synthesis of complex two-dimensional heterostructures with tailored optoelectronic properties

具有定制光电特性的复杂二维异质结构的合成

基本信息

项目摘要

Complex semiconductor/semiconductor heteronanostructures or metal/semiconductor hybrid structures are of great interest for various applications in optoelectronics. Semiconductor heterostructures can be used in photovoltaics by separating photo-generated electron-hole pairs across the hetero-interface. Conversely, charge carriers injected into the heterostructure can recombine in the interface region, emitting light. Metal/semiconductor hybrid structures are ideally suited for photocatalysis, e.g., by transferring electrons optically generated in the semiconductor material to attached metal particles, which can reduce protons to hydrogen. In this project, chemical synthesis methods for various two-dimensional hetero- and hybrid nanostructures will be developed. By controlled epitaxial growth of one semiconductor material onto another, SnSe/SnS core/shell nanosheets are to be synthesized, for example, in which the valence band edge progression can be selectively adjusted via anion variation. Furthermore, cation exchange reactions will be used to synthesize Janus-like CuS/CdS hetero-nanosheets starting from CuS nanosheets, in which the conduction band energy and thus the electron localization is controlled via the cation gradient. Finally, the targeted growth of metal nanocrystals on the edges of the nanosheets should lead to hybrid structures in which the photo-generated electrons are localized in the edge metal particles, resulting in particularly efficient photocatalysts. In addition to the chemical synthesis of the nanosheets, the research of their optoelectronic properties is in the foreground of this project. An important goal here is to directly follow the localization of the photogenerated charge carriers in individual hybrid and heterostructures. The central experiment combines a confocal laser scanning microscope with a scanning force microscope, which allows the spatially resolved measurement of electrostatic forces under local illumination of the nanostructure. On uncontacted hetero-nanosheets, both the potential profile across the heterointerfaces and the redistribution of photogenerated charge carriers will be quantitatively determined with high spatial resolution. Time-resolved measurements will also be developed here to directly follow the charging and discharging dynamics. On electrically contacted nanosheets, additional scanning photocurrent measurements will be combined with the electrostatic atomic force measurements to study the potential profile, especially at the contacts. These experiments will also be performed using focused X-rays from synchrotron radiation sources to significantly increase the spatial resolution of the photocurrent measurements and to combine them with versatile X-ray spectroscopy methods.
复杂的半导体/半导体异质纳米结构或金属/半导体混合结构在光电子学的各种应用中具有极大的兴趣。半导体异质结构可以通过跨异质界面分离光生电子-空穴对而用于光致发光。相反,注入异质结构的电荷载流子可以在界面区域复合,发光。金属/半导体混合结构理想地适用于MEMS,例如,通过将在半导体材料中光学产生的电子转移到附着的金属颗粒,其可以将质子还原为氢。本计画将发展各种二维异质及混合奈米结构的化学合成方法。通过一种半导体材料在另一种半导体材料上的受控外延生长,将合成SnSe/SnS核/壳纳米片,例如,其中可以经由阴离子变化选择性地调节价带边缘进展。此外,阳离子交换反应将用于从CuS纳米片开始合成Janus样CuS/CdS异质纳米片,其中导带能量以及因此电子定位通过阳离子梯度来控制。最后,金属纳米晶体在纳米片边缘上的定向生长应导致混合结构,其中光生电子位于边缘金属颗粒中,从而产生特别有效的光催化剂。除了纳米片的化学合成外,其光电性能的研究也是该项目的前景。这里的一个重要目标是直接遵循在单个混合和异质结构的光生载流子的本地化。中心实验结合了共聚焦激光扫描显微镜与扫描力显微镜,它允许在纳米结构的局部照明下的静电力的空间分辨测量。在未接触的异质纳米片上,异质界面上的电势分布和光生电荷载流子的再分布都将以高空间分辨率定量确定。这里还将开发时间分辨测量,以直接跟踪充电和放电动态。在电接触的纳米片上,额外的扫描光电流测量将与静电原子力测量相结合,以研究电势分布,特别是在接触处。这些实验还将使用来自同步辐射源的聚焦X射线进行,以显著提高光电流测量的空间分辨率,并将其与多功能X射线光谱学方法联合收割机相结合。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Privatdozent Dr. Tobias Kipp其他文献

Privatdozent Dr. Tobias Kipp的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Privatdozent Dr. Tobias Kipp', 18)}}的其他基金

Optische Mikroröllchen-Resonatoren
光学微卷谐振器
  • 批准号:
    163620391
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Electrical and optical properties of individual semiconductor nanowires with diameters in the strong quantization regime
强量子化范围内直径的单个半导体纳米线的电学和光学特性
  • 批准号:
    158253275
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

TPLATE Complex通过胞吞调控CLV3-CLAVATA多肽信号模块维持干细胞稳态的分子机制研究
  • 批准号:
    32370337
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
二甲双胍对于模型蛋白、γ-secretase、Complex I自由能曲面的影响
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高脂饮食损伤巨噬细胞ndufs4表达激活Complex I/mROS/HIF-1通路参与溃疡性结肠炎研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
利用新型 pH 荧光探针研究 Syntaxin 12/13 介导的多种细胞器互作
  • 批准号:
    92054103
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    87.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
S-棕榈酰化新型修饰在细胞自噬中的功能和机制研究
  • 批准号:
    31970693
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
核孔复合体调控细胞核/叶绿体信号交流分子机制的研究
  • 批准号:
    31970656
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    52.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
m6A甲基化酶ZCCHC4结合EIF3复合物调节翻译的机制研究
  • 批准号:
    31971330
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
线粒体参与呼吸中枢pre-Bötzinger complex呼吸可塑性调控的机制研究
  • 批准号:
    31971055
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
北温带中华蹄盖蕨复合体Athyrium sinense complex的物种分化
  • 批准号:
    31872651
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
细胞不对称分裂时PAR-3/PAR-6复合物极性聚集的分子机制研究
  • 批准号:
    31871394
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Application of N-Oxides for the Synthesis of Nitrogen Heterocycles
N-氧化物在氮杂环合成中的应用
  • 批准号:
    10579651
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Synthesis and Exploration of Highly Fluorescent Thiazolothiazole Molecular Sensors for Probing Membrane Potential Dynamics
用于探测膜电位动力学的高荧光噻唑并噻唑分子传感器的合成与探索
  • 批准号:
    10114747
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Cell envelope synthesis and antibiotic resistance in Staphylococcus aureus
金黄色葡萄球菌的细胞包膜合成和抗生素耐药性
  • 批准号:
    9907566
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Cell envelope synthesis and antibiotic resistance in Staphylococcus aureus
金黄色葡萄球菌的细胞包膜合成和抗生素耐药性
  • 批准号:
    10323003
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Biomimetic Synthesis of Macrocarpal Natural Products and Biological Evaluation
大果天然产物的仿生合成及生物学评价
  • 批准号:
    8572973
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Biomimetic Synthesis of Macrocarpal Natural Products and Biological Evaluation
大果天然产物的仿生合成及生物学评价
  • 批准号:
    8710102
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Biomimetic Synthesis of Macrocarpal Natural Products and Biological Evaluation
大果天然产物的仿生合成及生物学评价
  • 批准号:
    8398621
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Role of the novel gene fam4b in phosphatidylserine synthesis in podocytes and mai
新基因fam4b在足细胞和麦磷脂酰丝氨酸合成中的作用
  • 批准号:
    8302056
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanism of Mammalian Translesion DNA synthesis
哺乳动物跨损伤 DNA 合成机制
  • 批准号:
    7859311
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanism of Mammalian Translesion DNA synthesis
哺乳动物跨损伤 DNA 合成机制
  • 批准号:
    8435442
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了