济南大学逄金波、刘宏团队InfoMat综述：二维材料WSe2 基p型半导体电子器件的设计、制备及应用

近日，济南大学前沿交叉科学研究院逄金波、刘宏团队，调研了WSe₂的合成、方法、性质和电子应用，并在InfoMat上发表了题为“WSe₂ 2D p-type semiconductor-based electronic devices for information technology: design, preparation, and applications”的综述论文。第一作者硕士研究生程绮琳等翻阅了WSe₂  材料及应用的近600篇文献，用42页的篇幅，向光电传感、电子传输、逻辑电路、压电压光等信息领域的同仁勾勒出了WSe₂的前世今生和未来的机会。

【引言】

二维过渡金属硫属化合物（TMDCs）在光电子器件和能源器件等领域具有广阔的应用前景，尤其是以二硫化钼、二硒化钼、二硫化钨和二硒化钨等为代表的一类半导体材料，表现出优良的光电性能，其自身还兼具独特的柔性，可以用制备下一代柔性的可穿戴设备。自2004年Geim小组首次报道了单原子层石墨烯以来，有关二维材料的研究迅速席卷了整个化学、材料和物理等研究领域。二硒化钨（WSe₂）属于过渡金属二硒化物，与石墨烯相似，WSe₂具有层状结构的特征，两个相邻层之间通过范德华相互作用力结合，这个作用力比较弱，可以通过胶带撕扯的方法克服，从而获得减薄的二硒化钨，这就是所谓的机械剥离法。有以下几种获得高质量WSe₂的方法，例如机械剥离法、水热法和气相沉积法。WSe₂体材料是一种具有间接带隙（1.25 eV）的半导体，单层二硒化钨的直接带隙宽度在1.65 eV 左右，不仅达到了大部分电子和光电器件的材料要求，而且单层二硒化钨还是少见的同时具有n-型和p-型半导体特性的TMDCs半导体材料。WSe₂还有其他形貌，例如纳米管，纳米棒和纳米线。目前，p型WSe₂半导体的异质结构器件研究热点，涵盖了场效应晶体管、光电探测器、气体传感器、压电传感器和光伏太阳能电池。由于其独特的电子、光学和能带性质，WSe₂由于与钯材料接触时表现出p型电荷载流子的导电性，而得到了越来越多的研究关注。本文主要研究是基于大面积全膜和单晶二硒化钨的材料制备及光电器件的应用探究。写到这里，笔者详尽的总结WSe₂研究的最新进展。其行文思路如下：首先，介绍了结构、类型、形貌以及合成路线，然后，讨论了电学、光学等性质，随后，着重介绍他们作为半导体在电子器件方面的应用，包含场效应晶体管、气体传感器、光电探测器、压力传感器、压电传感器、CMOS器件、数字逻辑器件、反相器、发光二极管应用等。最后，对二硒化钨的后续制备及柔性电子应用，以及其在能谷电子学和自旋电子学等方向的潜力，做出了展望。

【成果简介】

文章简介了其作为场效应晶体管、气体传感器、光电探测器、压力传感器、压电传感器、CMOS器件，逻辑反相器、整流器、LED应用的基础元件的角色。各种二维WSe₂及类似的二维材料的光电探测器性能，列到了一张表格上。物理化学(包括热力学和动力学)、材料科学、计算机科学和其他跨领域学科的结合有助于优化成功合成大面积可控生长的WSe₂，并在器件应用方面取得丰硕成果。未来，WSe₂基的设备可以集成到可穿戴电子设备和物联网中。

【图文导读】

 图1   过渡金属硫属化合物WSe₂的晶体结构，MX₂. M 是过渡金属，X 是氧族元素原子。

图2  WSe₂的电子结构

图3   WSe₂器件制备示意图。

图4  WSe₂的CVD法合成。

图5  金属-有机化学气相沉积法WSe₂的合成。

图6   以VO₂为漏极介电质的WSe₂沟道的晶体管性能。

图7   WSe₂ p-n同结场效应晶体管的结构表征和电性能曲线。

图8  基于WSe₂合金材料的气体传感器。

图9   WSe₂光电探测器的电子和光电子响应特性。

表1   基于TMDCs和类似二维材料的光电探测器性能。

图10  用于自供电LCD器件的WSe₂压电纳米发电机（PENG）

图11   WSe₂压电光电器件的光电性能。

图12   CMOS制作的p-WSe₂和n-MoS₂ FET逻辑门的原理图和电学性能。

图13  基于WSe₂ CMOS技术的存储器读写操作。

图14  采用CMOS技术制作的WSe₂器件的结构和能带对准

图15   WSe₂/ZnO反相器

图16  WSe₂整流特性曲线及原理图

图17   h-BN封装WSe₂器件的电致发光和光致发光性能

图18  (a)由WSe₂/h-BN/几层石墨烯组成的金属-绝缘体-半导体的示意图

 图片摘要  WSe₂的结构、性质和应用。介绍了基本设备，包括光电探测器、气体传感器和场效应晶体管。最终，读者可以看到一些新的信息器件，比如发光二极管、整流器、逻辑反相器、CMOS电路、压电子学和压电子学等

【小结】

本文对WSe₂材料的基础性质及电子器件上的应用进行调研。相信会对寻求二硒化钨薄膜材料在电子与光电子器件、传感、逻辑器件及压电压光等信息领域的老师和学生，具有重要的启发意义。

在这项工作中，对二维WSe₂的研究提出了一个广泛而全面的调研。首先，我们介绍了WSe₂的基本原理，包括它的晶体结构、电子结构、带隙、电子性质和光学性质。更重要的是，讨论了单层的基于WSe₂的电子器件，如传感器、场效应晶体管和光电探测器。最终，复杂的器件结构被用于做概念验证，如压电电子学、压电光电学、存储器、逻辑逆变器和发光二极管。

目前，仍有机会在四个领域进行研究。首先，应该不断优化WSe₂的合成策略。第二，利用掺杂策略或缺陷工程可以丰富电荷输运行为的调控。第三，应该考虑高质量WSe₂材料的器件阵列和系统集成。最后，WSe₂的基本性质，如激子、旋转运输、能谷电子输运随着先进表征技术的发展，已成为研究热点。这些表征技术包括扫描隧道显微镜、测试电流的原子力显微镜、 飞秒时间分辨-泵浦-探测光谱学、电学探针台与强磁场(霍尔测量)、磁谱以及施加偏压的原位透射电镜。利用电学控制或应变工程对带电激子进行控制。

总的来说，WSe₂的研究仍有很多机会，因此我们希望来自物理、化学和工程领域的研究团体继续为理解这种重要的材料做出贡献。物理化学(包括热力学和动力学)、材料科学、计算机科学和其他交叉学科的协同作用可能会成功合成大面积可控生长的二硒化钨，并在器件应用方面取得丰硕成果。

文献链接： WSe ₂ 2D p-type semiconductor-based electronic devices for information technology: Design, preparation, and applications

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/inf2.12093

（InfoMat 2020, DOI: http://doi.org/ 10.1002/inf2.12093）

【作者介绍】

第一作者程绮琳，济南大学前沿交叉科学研究院，硕士研究生。

第一作者逄金波，济南大学前沿交叉科学研究院，副研究员，硕士生导师。主要研究方向为二维材料的大面积可控合成及信息器件。以项目负责人承担国家自然科学基金、山东省自然科学基金等多项课题。在包括 Adv. Energy Mater., ACS Nano， Chem. Soc. Rev.等学术期刊上发表 SCI 文章 30 余篇，被引 1000余 次，H 因子 17。

第一作者孙德辉，济南大学前沿交叉科学研究院，副研究员，硕士生导师。主要从事晶体生长、结构与晶体物理方向的研究，及其在量子信息领域的应用。以项目负责人承担国家自然科学基金、山东省重点研发计划、山东省自然科学基金等多项课题。发表 SCI 文章 近20 篇。

通讯作者刘宏，教授，博士生导师，2009 年获得国家杰出青年科学基金。主要研究方向为纳米能源材料、组织工程与干细胞分化、人工晶体材料等。近十年来承担了包括 863、973、自然基金重大项目在内的十余项国家级科研项目，取得了重要进展。2004 年至今，在包括 Adv. Mater., Nano Letters，ACS Nano，J. Am. Chem. Soc, Adv. Fun. Mater，Envir. Eng. Sci. 等学术期刊上发表 SCI 文章 600 余篇，通讯作者 200余 篇。其中，影响因子大于 10 的 30 余篇，个人文章总被引次数超过 17000 次，H 因子为 62，17 篇文章被 Web of Science 的 ESI（Essential Science Indicators）选为 “过去十年高被引用论文”（Highly Cited Papers (last 10 years))，文章入选 2013 年中国百篇最具影响国际学术论文，2015 年度进入英国皇家化学会期刊 前百分之一高被引中国作者榜单。应邀在化学顶尖期刊 Chemical Society Review 和材料顶尖期刊 Advanced Materials 和 Advanced Energy Materials 上发表综述性学术论文，在国际上产生重要影响。授权专利 30 余项，研究成果已经在相关产业得到应用。

通讯作者周伟家，济南大学前沿交叉科学研究院教授，博士生导师。入选 “省自然科学杰出青年基金”和“泰山学者青年专家计划”。主要从事纳米材料与技术在电催化、氢能源和微纳器件等领域的研究，以第一或通讯作者在 Energy Environ. Sci.、Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy 等期刊发表 SCI 收录论文 50 余篇，被他引 3938 次（Web of Sci.），H 因子 36，影响因子大于 10 的论文 20 篇，单篇被引用超过 100 次论文 10 篇，ESI 高被引用论文 15 篇，“全球高被引科学家”（交叉学科）（2018 年），中国百篇最具影响力国际学术论文 1 篇；授权发明专利 5 项。

【期刊介绍】

InfoMat是Wiley 首次和中国双一流高校电子科技大学合作，共同出版的开放获取式期刊。InfoMat是一本国际性的高质量期刊，涉猎范围广泛，属于材料科学，电子电气和电信类别。但主要研究领域是信息材料，关注于具有独特电学，光学和磁学特性的新材料，以及其在信息技术发展中的应用。期刊2020年1月在线发表的文章涵盖了二维材料（12篇）、钙钛矿（7篇）、能源（电池5篇、储能1篇、电容器2篇、供能系统1篇）、柔性传感器（8篇）、碳纳米材料（2篇）、纳米发电机（1篇）及其他（8篇）等领域。InfoMat旨在发布实验和理论方法，处理有可能应用于当代或即将到来的信息技术的新材料问题，为在各科学领域工作的研究人员提供高质量的学术平台。

阅读期刊文章：https://onlinelibrary.wiley.com/journal/25673165

InfoMat的主编为李言荣教授，该期刊的定位旨在达到国际最有影响力的期刊行列。InfoMat对所有原创并创新性研究和评论文章进行严格的同行评审，文章接受后立以开放获取形式在线发布，可以免费阅览，引用和共享。InfoMat致力成为信息领域的国际一流期刊，为广大科研工作者提供高学术成果的展台。第一期已于2019年5月13日发表，其中包含九篇高质量文章。期刊为开放获取（Open Access），三年内全免费。敬请各位专家学者投稿并引用！

投稿链接：https://mc.manuscriptcentral.com/infomat

拓展信息

【团队介绍】

济南大学前沿交叉科学研究院（iAIR）介绍：济南大学前沿交叉科学研究院（iAIR）于2017年成立，是济南大学直属科研平台机构。目前研究院拥有国家杰出青年基金获得者1名，泰山学者青年专家3名，山东省优秀青年基金获得者4名；拥有省部级中心1个：山东省高等学校对接产业类协同创新中心（生物诊疗技术与装备协同创新中心）。研究院自建立以来，在国家级以及省级重大项目、高水平研究论文方面均有较大突破，2019年获批的国家自然科学基金立项数目与经费资助总额均居全校第二位、人均第一位。

研究院科研实力雄厚，是覆盖物理、化学、生物、材料等多学科领域的交叉研究团队，拥有先进的实验设备和测试平台（价值3000万元）。研究生培养方面，2020年拟招生24人，其中物理2人，化学10人，材料与化工8人，生物与医药4人。目前我院有博士生导师5名，硕士生导师17名，其中硕士研究生各学科专业导师名单（按汉语拼音顺序排列）如下：

0702物理学：刘宏、孙德辉

0703化学：丁龙华、葛慎光、刘宏、刘海云、逄金波、任娜、孙春辉、王金刚、徐彩霞、薛国斌、于欣、张玉海、赵莉莉、周伟家

0856材料与化工（专业学位）：丁龙华、杜加磊、葛慎光、刘宏、孙德辉、薛国斌、张丛丛、赵莉莉、周伟家

0860生物与医药（专业学位）：刘宏、刘海云、逄金波、任娜、孙春辉、王金刚

有意向的考生还请持续关注我院校研究生招生考试工作调剂信息动态，相关网站链接如下：

济南大学研究生招生信息网（网页链接）http://yz.ujn.edu.cn/

http://2019.yzadm.ujn.edu.cn/Page/Sszsml/zsml_ss_qrz/xy_id/e4c50146-1962-cbe6-7eff-1cfdb945cf22/status/1.html#opennewwindow

济南大学前沿交叉科学研究院（网页链接）http://iair.ujn.edu.cn

联系人：苏老师

电子邮箱：ujn_iair@163.com

【团队在该领域工作汇总】

团队在二维材料的器件研究方面，一直走在国际前沿。国际主流报道的以铜箔为基底生长的石墨烯(Science 2009, 324, 1312-1314)，是由单层石墨烯(占据95%的面积)，和双层或少层石墨烯(占据5%面积)，这个问题在二维研究领域一直是久久没有攻克的难题。团队解决了这个难题，具体的讲，利用氧气预处理金属基底表面，获得了干净的基底，获得了厘米尺寸的绝对100%单层石墨烯 (J. Phys. Chem. C 2015, 119, 13363-13368)，获得了铜基底石墨烯生长的创始人Ruoff的高度评价，可以用在基于场效应管原理的高灵敏传感器的电极。另外，利用三明治结构的衬底配置，获得了精确的气流控制，在绝缘基底上，获得了厘米尺寸的单层石墨烯，解决了金属基底上制备的石墨烯，必须依赖一个费时费力的转移过程，可以直接用于电子场效应管的集成，有利于与半导体工艺集成和大规模的应用 (ACS Nano 2017, 11, 1946-1956)。还开发出将二维材料转移到任意目标基底的关键技术，成功将在蓝宝石上生长的二硫化钼，转移到利用电子束掩膜沉积的银纳米颗粒二聚体的阵列上，实现了利用等离子激元效应，对单晶二硫化钼进行光学的拉曼增强以及光致荧光谱的增强，可以用于高灵敏的传感器 (Adv. Optical Mater. 2018, 6, 1700984)。在新颖二维材料黑磷的制备和表征方面，也颇有建树，尤其是在光电转换等器件上，进行了全面的理解和制备(Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702093)。另外，在新颖二维材料过渡金属碳氮合物（MXene）的高质量可控制备上进行探索，以及物理性质的探索和器件应用 （Chem. Soc. Rev. 2018）。

另外，在二维材料的半导体器件物理的机理研究上，长期处于国际领先地位。团队对场效应管的构筑与传感机理有丰富的研究经验，利用场效应晶体管(FET)，具有信号转化与放大功能的特点，用于制备高性能传感器(Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 2087)。石墨烯作为新型碳纳米材料，因具有优异的光电性能和力学特性，是最具前景的一种组装柔性电子器件的基元材料。较之传统的检测手段，基于FET的传感器可以提供快速检测，团队设计成功了操作简单的检测手段(Adv. Mater., 2015, 36, 5379)，其检测不需要昂贵的大型仪器，简单易携带，便于家用和可穿戴的电子监测器件。利用FET的尺寸小、造价低的优点，将传感器成功的大量的集成在同一个微小芯片上(Adv. Electron. Mater., 2017, 3, 1700209)。开发的石墨烯基场效应晶体管(GFET)被认为是构建柔性高性能传感器的有效载体，引发了广泛关注,并被应用于各种物理信号的识别中。

团队对场效应管的器件机理有深厚的研究(Small, 2016, 10, 1252)。FET传感器同样需要通过研究其转移曲线和输出曲线，计算得到器件的阈值电压、场效应迁移率、开关比和亚阈值斜率等场效应晶体管器件性能的基本参数。利用氮等离子体对WS₂进行硫空位缺陷的修复，实现了载流子的提升（Small 2019, 15, 1901791）。由于FET器件是基于载流子向半导体可控注入的有源器件，其可以看做是一个由栅极和半导体层构成的平板电容器。源漏电极之间的导电沟道作为电容器的一个极板，栅极作为另一个极板，沟道中的载流子密度通过加在栅压上的各种电学来进行调制。在外加栅压的情况下，会在绝缘层附近的半导体层感应出电荷，在一定的源漏电压下，感应电荷参与导电，使得半导体的电阻率相对于无栅极电压时发生量级变化，进而源漏电极之间的电流也就随之发生数量级变化。同时，研究了石墨烯基材料用于miRNA检测的生物传感器（Small 2019, 15, 1901867），并构筑石墨烯基触觉传感器用于电子皮肤应用（Nano-Micro Lett. 2019,11,71）。

因此，栅极起着控制沟道电流“阀门”的作用，从而实现对输出信号的调控。通过上述器件研究不但可以为下一步FET放大的高性能传感器和传感芯片奠定基础，更重要的是可以对多层石墨烯的性能和MOS 的性能进行深入表征，指导大面积二维材料的合成。

【团队近期发表的文献推荐】

从一维、二维和三维纳米纤维材料衍生的超灵敏物理、生物和化学传感器Ultrasensitive Physical, Bio, and Chemical Sensors Derived from 1-,2-,and 3-D Nanocellulosic Materials, Small, 2020, DOI:10.1002/smll.201906567

基于表皮真皮的高度形态可控高灵敏度电容式触觉传感器Highly Morphology-Controllable and Highly Sensitive Capacitive Tactile Sensor Based on Epidermis-Dermis-Inspired Interlocked Asymmetric-Nanocone Arrays for Detection of Tiny Pressure, Small, 2020, DOI: 10.1002/smll.201904774

仿生铁掺杂SrMoO4光催化氮还原性能的能带结构工程Band structure engineering of bioinspired Fe doped SrMoO4 for enhanced photocatalytic nitrogen reduction performance, Nano Energy, 2020, DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104187       

人脂肪干细胞在ZnO纳米棒阵列上的细胞干度维持Cellular Stemness Maintenance of Human Adipose-Derived Stem Cells on ZnO Nanorod Arrays, Small, 2020, DOI: 10.1002/smll.201904099

自组装铜-氨基酸纳米颗粒用于原位谷胱甘肽和过氧化氢顺次触发的化学动力学治疗Self-Assembled Copper−Amino Acid Nanoparticles for in Situ Glutathione “AND” H2O2 Sequentially Triggered Chemodynamic Therapy，J. Am. Chem. Soc., 2019, DOI: 10.1021/jacs.8b08714

利用光催化系统中的洛伦兹力抑制光诱导电荷复合Suppressing Photoinduced Charge Recombination via the Lorentz Force in a Photocatalytic System，Adv. Sci. 2019, 1901244, DOI: 10.1002/advs.201901244

2D-MXenes在能量转换和存储系统中的应用Applications of 2D MXenes in energy conversion and storage systems, Chem. Soc. Rev., 2019, 48, 72-133, DOI :10.1039/c8cs00324f

相变材料在纳米胶囊中的封装，其壁上有一个明确的孔，用于药物的控制释放Encapsulation of a Phase‐Change Material in Nanocapsules with a Well‐Defined Hole in the Wall for the Controlled Release of Drugs, Angew.Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201904549

通过通用和受控的电化学阳极活化增强析氢活性的纳米片Oxygen-incorporated MoX (X: S, Se or P) nanosheets via universal and controlled electrochemical anodic activation for enhanced hydrogen evolution activity, Nano Energy, 2019, DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.05.036

X射线高分辨率闪烁成像屏用金属卤化物钙钛矿纳米片Metal Halide Perovskite Nanosheet for X-ray High-Resolution Scintillation Imaging Screens, ACS Nano, 2019, 13, 2520-2525, DOI: 10.1021/acsnano.8b09484

碱土金属掺杂和能级剪裁的上转换发光Tuning Long‐Lived Mn(II) Upconversion Luminescence through Alkaline‐Earth Metal Doping and Energy‐Level Tailoring, Adv. Opt. Mater., 2019, DOI: 10.1002/adom.201900519

柔性可编辑非对称全固态超级电容器石墨烯纸上的混合多孔纳米片Ni-Co-N hybrid porous nanosheets on graphene paper for flexible and editable asymmetric all-solid-state supercapacitors, Nano Energy, 2019, 61, 18–26 DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.04.003

界面电效应在宽pH范围内促进水分解活性的研究Promotion of Overall Water Splitting Activity Over a Wide pH Range by Interfacial Electrical Effects of Metallic NiCo‐nitrides Nanoparticle/NiCo2O4 Nanoflake/graphite Fibers, Adv. Sci. 2019, 6, 1801829, DOI: 10.1002/advs.201801829

纳米结构KNbO3中多场耦合增强催化性能：压电光催化和铁光电化学效应Enhanced catalytic performance by multi-field coupling in KNbO3, nanostructures: Piezo-photocatalytic and ferro-photoelectrochemical effects Nano Energy, 2019, 58, 695–705, DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.01.095

一种简便有效的氮等离子体修补WS2硫空位的方法A Facile and Effective Method for Patching Sulfur Vacancies of WS2 via Nitrogen Plasma Treatment, Small, 2019，DOI: 10.1002/smll.201901791

多功能镍纳米片阵列电催化剂与吸热层集成热电整体水分解装置An earth-abundant and multifunctional Ni nanosheets array as electrocatalysts and heat absorption layer integrated thermoelectric device for overall water splitting, Nano Energy 2019, 56 ,563–570 DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.11.035

增强电子空穴分离的光响应金红石型TiO2异质结高效析氢A Photoresponsive Rutile TiO2 Heterojunction with Enhanced Electron-Hole Separation for High-Performance Hydrogen Evolution. Adv. Mater., 2019, 31(8): 1806596, DOI:  10.1002/adma.201806596

以酵母菌为N/P源和碳模板在酸性电解液中通过环保固相磷化法合成Ru-Ru2PΦNPC和NPC@RuO2

Ru-Ru2PΦNPC and NPC@RuO2 Synthesized via Environment‐Friendly and Solid‐Phase Phosphating Process by Saccharomycetes as N/P Sources and Carbon Template for Overall Water Splitting in Acid Electrolyte, Adv. Funct. Mater. 2019, 1901154 DOI: 10.1002/adfm.201901154

N掺杂Mo2C纳米带/羟基纳米纤维素键合石墨烯纳米片作为柔性可编辑的析氢电极N-Doped Mo2C Nanobelts/Graphene Nanosheets Bonded with Hydroxy Nanocellulose as Flexible and Editable Electrode for Hydrogen Evolution Reaction, iScience, 2019, 19, 1090 DOI: 10.1016/j.isci.201908.055

含氧空位MoO2六角纳米片上铂团簇的限制分布Confined Distribution of Platinum Clusters on MoO2 Hexagonal Nanosheets with Oxygen Vacancies as a High-efficiency Electrocatalyst for Hydrogen Evolution Reaction, Nano Energy, 2019, 62,127-135, DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.05.013

中性介质中Fe@N掺杂碳纳米管在泡沫铁上的电化学絮凝析氢反应Electrochemical Flocculation Integrated Hydrogen Evolution Reaction of Fe@N-Doped Carbon Nanotubes on Iron Foam for Ultralow Voltage Electrolysis in Neutral Media, Adv. Sci. 2019, 1901458, DOI: 10.1002/advs.201901458

钴-磷化钴纳米颗粒@氮磷掺杂碳/石墨烯，来源于酵母吸附钴离子作为高效、稳定和大电流密度的析氢反应电极

Cobalt–Cobalt Phosphide Nanoparticles@Nitrogen‐Phosphorus Doped Carbon/Graphene Derived from Cobalt Ions Adsorbed Saccharomycete Yeasts as an Efficient, Stable, and Large‐Current‐Density Electrode for Hydrogen Evolution Reactions, Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1801332, DOI: 10.1002/adfm.201801332

基于纳米碳粒子改性光热发电和电化学水分解系统的太阳能化学能转换Conversion of solar power to chemical energy based on carbon nanoparticle modified photo-thermoelectric generator and electrochemical water splitting system, Nano Energy, 2018, 48, 481-488, DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.03.055

氧化铁嵌入二氧化钛纳米线在酸性介质中析氧的活性稳定电催化剂

Iron oxide embedded titania nanowires-An active and stable electrocatalyst for oxygen evolution in acidic media， Nano Energy, 2018, 45, 118-126, DOI: 10.1016/j.nanoen.2017.12.029

富勒烯衍生物对高性能三元有机太阳电池垂直相分布的调节

Regulating the vertical phase distribution by fullerene-derivative in high performance ternary organic solar cells, Nano Energy, 2018, 46:81-90, DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.01.040

电催化产氢

Cobalt–Cobalt Phosphide Nanoparticles@Nitrogen‐Phosphorus Doped Carbon/Graphene Derived from Cobalt Ions Adsorbed Saccharomycete Yeasts as an Efficient, Stable, and Large‐Current‐Density Electrode for Hydrogen Evolution Reactions, Adv. Funct. Mater. 2018, DOI: 10.1002/adfm.201801332

全太阳光谱光催化用于光化学能转化

Full‐Spectrum Solar‐Light‐Activated Photocatalysts for Light–Chemical Energy Conversion, Adv. Energy Mater. 2017, DOI:10.1002/aenm.201700473

氮化工艺用于电化学储能的增强

Partial Nitridation‐Induced Electrochemistry Enhancement of Ternary Oxide Nanosheets for Fiber Energy Storage Device， Adv. Energy Mater. 2017, DOI:10.1002/aenm.201700473

微纳加工：柔性微纳结构的纸芯片

Flexible electronics based on micro/nanostructured paper, Adv. Mater. 2018, DOI: 10.1002/adma.201801588

柱状结构的直径调控干细胞分化

Polylactic Acid Nanopillar Array-Driven Osteogenic Differentiation of Human Adipose-Derived Stem Cells Determined by Pillar Diameter, Nano Lett. 2018, DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b04747

过渡金属替位荧光纳米晶用于快速离子检测

Coordination ability determined transition metal ions substitution of Tb in Tb-Asp fluorescent nanocrystals and a facile ions-detection approach， Nanoscale 2018, DOI:10.1039/C7NR09267A

双光子荧光多胺纳米点用于CAR-T细胞功能验证及肿瘤细胞/组织检测

Two-photon fluorescent polydopamine nanodots for CAR-T cell function verification and tumor cell/tissue detection，J. Mater. Chem. B, 2018, DOI: 10.1039/C8TB01930D