近日，我院单崇新教授团队在碳纳米点光电探测器研究方面取得重要进展。研究成果以“Broadband Negative Photoconductive Response in CarbonNanodots”为题发表在国际权威学术期刊《Advanced Materials》上,论文的第一作者为我院2021级博士研究生秦金旭，通讯作者为我院沈成龙研究员，杨西贵教授和单崇新教授，郑州大学为第一单位。

负光电导效应（NPC），即材料在光照射下呈现出较低的导电性，受到了广泛关注。这个反常的现象表现出特殊的宽波段响应，基于NPC的光电器件在现代分析和传感领域可以提供更具前景的应用。因此，设计和升级基于NPC的光电器件以确保满足现代科学的要求具有重要意义。

为此，我院研究人员以亲水性碳纳米点（CDs）为研究对象，制备了具有宽波段响应的NPC光电探测器。实验表征表明，CDs的大的比表面积和丰富的亲水基团可以提供丰富的位点以自然吸附H₂O分子，从而在黑暗下表现出高导电性，而CDs对H₂O分子的低亲和力能够实现光诱导的H₂O分子脱附，从而使CDs在光照下表现出低导电性。因此，H₂O分子在光照下的脱附诱导了NPC效应，并实现了宽波段的光电探测。凭借这种新颖的宽波段响应，利用基于CDs的光电探测器和6×6的光电探测器阵列，构建了光电逻辑门和柔性光学成像系统，并实现了“NOR”和“NAND”逻辑运算和高质量光成像的应用。

该项工作得到了国家自然科学基金项目、中国博士后科学基金、国家重点研发计划等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202404694