学术报告

报告题目：基于二维材料的光电化学型光电探测器

报告人：湘潭大学祁祥教授

报告时间：2024年6月21日上午10:30

报告地点：知行楼B509

报告摘要：二维材料拥有较高的载流子迁移率、合适的带隙、良好的光响应特性，在光电探测领域展现出巨大的应用潜力。光电化学型（PEC）光电探测器是一种基于光电池构型的新兴光电探测器，其工作原理巧妙的将半导体物理过程和电化学过程相结合，具有自供能、成本低、环境适应性强和制备工艺简单等特点。我们的工作主要围绕基于二维材料的光电化学型光电探测器的构筑及其性能增强策略与调控手段等方面开展研究。二维材料大规模、高质量的可控制备是实现其应用开发的基础和前提。我们采用分别采用液相剥离法和气相沉积技术实现多种少层二维材料的高质量制备，并将其用于构建工作电极。同时，我们从器件构筑和材料性质两个角度发展了异质结构筑、电解质优化、外场增强等多种性能调控手段。1）我们通过碱性电解质环境有效改善了二维黑磷基光电探测器的稳定性；通过添加ATP和NADPH，将电解质环境设计成仿生物光合作用的场景，抑制光生电子的复合，构建了多种高性能的光电化学型光电探测器。2）基于二维材料表面极易负载形成范德瓦尔斯异质结的特点，构筑了多种能带排列为Type-Ⅱ型的范德瓦尔斯异质结，有效地改善了光生载流子的分离能力，实现器件光响应性能提升。3）利用外加电场、磁场等对二维材料的自发极化或电子自旋态进行调制，实现了光响应性能的显著提升。此外，基于二维材料的PEC光电探测器的光生电荷和光生电势特征，我们还积极开发其在生物方面的应用前景，探索了葡萄糖检测中的电辅助氧化还原和葡萄糖催化过程，为检测葡萄糖提供了一种非酶基电化学生物传感器平台；发现PEC器件的光生电荷能够有效促进在小鼠创口的愈合能力。我们发展了多种准固态电解质，构筑柔性可穿戴光电探测原型器件；通过PVA凝胶网络包裹二维材料制备导电凝胶，构筑了可拉伸、可自愈的光电探测原型器件。

报告人简介：祁祥，男，湘潭大学教授，博士生导师，现任湘潭大学物理与光电工程学院副院长、“微纳能源材料与器件”湖南省重点实验室副主任。2000年进入武汉大学物理学基地班专业学习；2004年本科毕业后继续在武汉大学硕博连读，并于2009年获博士学位；同年7月博士毕业后进入湘潭大学工作至今。

省物理学会副秘书长、常务理事，湖南省杰出青年基金获得者，连续入选全球前2%顶尖科学家榜单、“全球顶尖前10万科学家”学者库。以第2完成人获湖南省自然科学二等奖1项，参与完成湖南省自然科学奖三等奖1项、湖南省高等教育教学成果奖三等奖2项，是首届湖南省优秀研究生导师团队的骨干成员（排名第二）。主要从事低维功能材料与器件方面研究。研究工作得到了国家自然科学基金面上项目/青年项目、国家重点研发项目子课题、湖南省杰出青年基金项目的资助，主持科研项目10余项。指导学生获湖南省优秀硕士学位论文4篇、协助指导湖南省优秀博士学位论文1篇。作为主编组织撰写英文学术专著1部、参与英文专著章节撰写3部，申请国家发明专利8项、获批3项，在Adv. Funct. Mater., Adv. Energy Mater., Nano Today, Appl. Phys. Lett.等刊物上发表SCI论文70余篇，ESI高被引论文7篇，累计被Nature、Nature Materials、Nature Catalysis等刊物引用10900余次，h因子 54。

欢迎广大老师和同学们参加！

                                                                                                                                           物理与电子科学学院

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