研究概览

图示：我们在低维ZnS纳米结构上的系统研究示意图

方晓生教授接受SCI 索引出版公司Thomson Reuters的ESI访谈

  1.低维纳米结构的控制生长和原理

低维纳米结构的生长过程，是一个非常复杂的热力学和动力学过程。由于低维纳米结构的比表面要比体材料大得多，只要实验参数的微小变化，就可能会导致完全不同的实验结果。探索低维纳米结构简单、有效、普适性的可控合成方法是实现其性能和应用研究的前提，其性能和对应的应用和合成材料的微结构、表面态等因素紧密联系。我们意在发展低维纳米结构精确、精细制备技术，实现多尺度可控组装，为高性能的器件研究奠定基础。

  2. 低维纳米结构的自组装与薄膜制备

纳米材料的自组装是指，在一定的条件下利用纳米结构的的相互作用自发地形成有宏观有序结构，是实现其在宏观尺度实际应用的最有效途径。本课题组利用纳米材料的表面特性和独特的显微形貌，成功开发了多种基于液相界面的自组装方法用于纳米单层与多层薄膜的制备，并研究了该自组装的物理化学原理和工艺细节，为纳米光电器件提供高质量的纳米薄膜。

  3. 低维纳米结构光电器件构筑和应用

在现有各类纳米器件当中，纳米光电探测器是一类重要的光电传感器件，近年来获得了极大的重视和迅速的发展。例如，众所周知，透过大气层到达地球表面的紫外光，98.7%来自于UV-A波段（320-400 nm），研究表明长时间暴露于紫外光的辐射是导致皮肤癌的重要原因之一，所以发展一种对紫外光敏感的高性能纳米探测器迫切需要，此外光探测器在工业上的应用也日益增多，尤其是深紫外区域。我们意在探索简单适用的构筑方法/技术（如界面自组装等构筑技术），组装低维纳米结构的光电器件，探索光电器件性能和纳米结构形貌、微结构等的相互内在构效关系，找出最佳参数，实现光探测器性能最佳化。

  4. 低维纳米结构在能源和环境中的应用

利用纳米材料与技术显著提高能源使用效率，发展低成本、性能稳定、无次生污染的环境友好纳米功能材料，研究基于纳米结构与纳米技术的安全节能新材料和新技术，发展纳米技术及材料在能源转换与存储等方面的重要应用，如基于纳米结构的锂离子电池、太阳能电池和超级电容器研究。