西安交大科研人员在紫磷量子点制备及特性研究领域取得重要进展

紫磷是现有最稳定的磷同素异形体，是一种非金属单质半导体层状结构。紫磷和紫磷烯是很有前途的电子和光电材料。由于额外的量子限制效应，紫磷量子点具有独特的光学和电子特性，然而，零维紫磷量子点的制备和性质尚未被探索。

西安交通大学电气学院电力设备电气绝缘国家重点实验室新型储能与能量转换纳米材料研究中心首次报道了采用水浴超声和溶剂热相结合的液态剥离方法，可控制备零维紫磷量子点。该方法不仅能够得到尺寸均一的紫磷量子点，并且能够实现大规模制备，拓展了紫磷量子点在光电领域的应用。所生产的紫磷量子点的平均横向尺寸为3.16±0.78 nm，平均高度为1.81±0.57 nm（单层），具有强烈的绿色荧光，在紫外光辐射、离子强度和pH环境下具有良好的稳定性。通过调整溶热反应的温度和时间，成功地调整了紫磷量子点的形态和荧光特性。同时，所制备的紫磷量子点也被证明是一种有效的荧光探针，可以选择性地检测有机相中的Cu2+，检测灵敏度为19.6 nM。紫磷量子点的制备无疑是纳米材料科学的重大进展，紫磷量子点可能成为下一代新型纳米材料，广泛应用于电子传感器、场效应晶体管、储能电池、催化、生物标志物、生物传感器等领域。相关成果以《紫磷量子点》（Violet Phosphorus Quantum Dots）为题发表在材料领域权威期刊《材料化学杂志A》（Journal of Materials Chemistry A）上（影响因子12.732）。该工作由电力设备电气绝缘国家重点实验室新型储能与能量转换纳米材料研究中心单独完成，硕士生赵容正为第一作者，通讯作者为张锦英教授。该研究工作得到了国家自然科学基金以及西安交通大学青拔经费的资助。材料的表征及测试得到了西安交通大学分析测试共享中心的大力支持。

紫磷烯结构最早于2019年由张锦英研究团队（http://gr.xjtu.edu.cn/web/jinying-zhang/home）首次在实验室成功合成，紫磷合成产率已经提高到80%以上，课题组对紫磷稀的功函数、能带结构、机械特性及光谱特性等做了一系列的研究工作，工作分别发表于《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）、《材料化学》（Chem. Mater.）、《材料化学学报A》（J. Mater. Chem. A） 等杂志上。课题组正在积极开展紫磷烯的应用基础研究。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/TA/D1TA09132H#!divAbstract