研究目的
为展示基于GDY的PEC型光电探测性能,通过将其纳米片沉积于柔性ITO包覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底上,并探究GDY在碱性电解质中的电子特性以提升器件性能。
研究成果
超薄GDY纳米片被制备并沉积在柔性PET基底上,用于PEC型光电探测应用。系统研究表明,基于GDY纳米片的柔性光电探测器具有高达5.98 μA cm?2的光电流密度(Pph)、显著的1086.96 μA W?1的光响应度(Rph)、突出的7.31 × 1010琼斯比探测率,以及在0.1 M KOH溶液中优异的长期稳定性。
研究不足
基于GDY的光电探测器在结构上表现出较差的柔韧性,且最常选用的基底是刚性的ITO涂层玻璃,这阻碍了柔性PEC型光电探测技术的发展。
1:实验设计与方法选择:
通过原位偶联法合成GDY,随后采用球磨法和简易液相剥离(LPE)法对制备的GDY进行进一步处理。最终通过旋涂法将GDY沉积在柔性PET基底上,作为标准三电极体系中光电化学型光探测的工作电极。
2:样品选择与数据来源:
采用ITO包覆的PET薄膜作为制备GDY基工作电极的柔性基底。
3:实验设备与材料清单:
N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP,99.5%)、聚偏氟乙烯(PVDF,Mn = 71 000 g mol?1)、乙醇、丙酮和二甲基甲酰胺(DMF,99.9%)。
4:5%)、聚偏氟乙烯(PVDF,Mn = 71 000 g mol?1)、乙醇、丙酮和二甲基甲酰胺(DMF,9%)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:先将GDY分散于NMP电解液中,通过LPE法获得超薄GDY纳米片(NSs),再通过旋涂法将GDY制备在PET薄膜上形成工作电极。
5:数据分析方法:
在标准三电极光电化学型光探测系统中研究GDY的光响应行为。
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UV–vis–NIR spectrophotometer
UV-3150
Hitachi
Used to perform the optical absorption spectrum.
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Raman spectroscopy
HORIBA Lab RAM HR800
HORIBA
Used to examine the structure of GDY.
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Ti:sapphire laser
800 nm, 100 fs, 1 kHz, Spitfire Ace
Spectra-Physics
Used to generate femtosecond pulses for TA spectrometer.
-
optical parametric amplifier
TOPAS Prime
Spectra-Physics
Used to generate femtosecond pulses for TA spectrometer.
-
N-Methyl-2-pyrrolidone
NMP, 99.5%
Sigma-Aldrich
Used as a solvent in the synthesis of ultrathin GDY NSs.
-
poly(vinylidene fluoride)
PVDF, Mn = 71 000 g mol?1
Sigma-Aldrich
Used in the preparation of GDY working electrode.
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field-emission SEM
Hitachi S-4700
Hitachi
Used to study the morphology of GDY and GDY-based PDs.
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TEM
FEI Talos200F
FEI
Used to study the morphology of GDY and GDY-based PDs.
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AFM
Dimension ICON
Bruker
Used to study the morphology of GDY and GDY-based PDs.
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XPS
Thermo Scientific ESCALAB 250Xi
Thermo Scientific
Used to characterize the C 1s envelope.
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ethanol
Aladdin Company
Used for cleaning PET membranes.
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acetone
Aladdin Company
Used for cleaning PET membranes.
-
dimethyl formamide
DMF, 99.9%
Aladdin Company
Used in the preparation of GDY working electrode.
-
ITO-coated PET membranes
10 × 20 mm2
Used as the flexible substrate for preparing GDY-based working electrode.
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