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发现激子效应对所选材料光激发过程和能带结构

时间:2019-11-13 17:03来源:产品资讯
5月13日下午,应环境学院邀请,中国科学技术大学博士生导师谢毅教授,国家杰出青年基金获得者、纤维材料改性国家重点实验室副主任、东华大学博士生导师刘天西教授来我校讲学,

5月13日下午,应环境学院邀请,中国科学技术大学博士生导师谢毅教授,国家杰出青年基金获得者、纤维材料改性国家重点实验室副主任、东华大学博士生导师刘天西教授来我校讲学,报告会在化学北楼N102学术报告厅进行。环境学院、化学化工院部分教师,研究生和本科生100余人聆听了报告。

应南京师范大学化学与材料科学学院邀请,世界杰出女科学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士和亚太材料科学院院士、中国科学技术大学化学与材料科学学院谢毅教授于2017年5月12日来我校进行学术交流,并于5月12日下午在新化楼101会议室做了题为“低维固体的激子过程调控及其光催化应用”的精彩学术报告。本次报告由化学与材料科学学院院长包建春教授主持,学院领导、教师、研究生和高年级本科生参加了本次学术活动。

谢毅作了题为“低维固体中的激子过程调控及其光催化应用”的学术报告,介绍了激子效应是半导体一种重要的光激发应用,光催化过程的研究一直被局限在对光生载流子行为的调控,而激子效应对其催化过程的影响被长期忽略。谢毅以一系列典型半导体材料为例,通过结合光致发光光谱和时间分辨超快光谱技术系统地研究了材料的光物理过程,深入理解了激子效应对其光激发过程和能带结构的影响。在对半导体材料中激子效应理解的基础上,进一步通过维度控制、缺陷引入以及晶面工程等方法实现激子过程的调控,从而增强特定光激发物种的浓度,最终实现材料光催化性能的优化。谢毅的报告阐述了半导体激子效应在光催化过程中的重要作用,为通过激子过程调控来实现光催化性能优化提供了新思路。

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刘天西作了题为“纳米碳基杂化材料的结构构筑及其复合体系研究”的报告,介绍了实现无机纳米颗粒在聚合物基体等介质中的均匀分散或充分剥离是获得性能优异的纳米复合材料的关键因素。他通过最近的课题研究进展举例说明了几种常见的纳米构筑基元(如碳纳米管、石墨烯、蒙脱土、水滑石)之间的物理相互作用(如p-p相互作用、静电相互作用、氢键相互作用),成功实现了不同种类纳米颗粒之间的高效杂化,获得了多种纳米杂化材料或复合物,其在水相或有机相中可稳定均匀分散,并由此可进一步实现其在聚合物基体中的协同分散和共剥离,从而获得高性能及多功能的高分子纳米复合材料。

激子是一种由电子和空穴通过库仑力结合而形成的电中性准粒子,对于材料的光吸收、发光和非线性光学等过程有重要影响。对于低维固体材料,由于其减弱的屏蔽效应和增强的限域作用,体系中电子—空穴作用会显著增强。因此,在研究低维半导体材料的光激发过程需要考虑到可能存在的激子效应。然而,作为半导体一种重要的光激发应用,光催化过程的研究一直被局限在对光生载流子行为的调控,而激子效应对其催化过程的影响被长期忽略。一旦考虑潜在的载流子相互作用,激子将可能会成为主要的光激发物种之一,同时也会对材料光催化过程产生影响。

会后,与会师生就报告的内容提出了一系列问题,两位专家对问题进行了解答,现场气氛活跃。

在本次报告中,谢毅教授从她们课题组一位博士研究生的研究工作谈起,以一系列典型半导体材料(如:少数层黑磷、氮化钛、超薄BiOCl纳米片等)为例,介绍了她们课题组近年来通过结合光致发光光谱和时间分辨超快光谱技术对所选低维半导体材料光物理过程的研究,发现激子效应对所选材料光激发过程和能带结构有着重要的影响。在此基础上,进一步巧妙地通过维度控制、缺陷引入以及晶面工程等方法实现了对激子过程的调控,增强了特定光激发物种的浓度,从而最终实现了对所选半导体材料光催化性能的优化。上述系统工作不仅揭示了半导体激子效应在光催化过程中的重要作用,同时还为通过激子过程调控来实现光催化性能优化提供了新思路。整个报告深入浅出,不仅开拓了我们的学术视野,而且告诉了我们该如何进行选题和如何把研究工作做得深入,使在座师生受益非浅。

在报告会提问阶段,谢院士与大家进行了交流,整个报告会气氛热烈,参与活动的师生都表示受益颇丰。最后,报告会在热烈的掌声中顺利结束。

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