孙小卫教授课题组和王恺副教授课题组的博士生唐浩东在疫情这段时间坚持研究，经过老师们的耐心指导，取得了多项研究进展！

一、唐浩东以第一作者身份在IEEE Access上以Up-Conversion Device Based on Quantum Dots with High Conversion Efficiency over 6% 为题发表了近红外-可见全量子点上转换发光器件的工作。

上转换发光器件是基于红外光电探测器(PD)和可见发光二极管（LED）级联的一种新型红外探测器件，主要应用在红外探测成像领域。不同于普通红外探测器需要经过光电转换-电路传导-电光成像的多个连接系统，上转换发光器件可以直接在一个器件内完成近红外-可见的光-光转换，大大提升了转换效率，减少了可能因互联带来的稳定性问题。目前该领域采用有机材料作为近红外吸收和可见发光材料，器件效率较低且发光颜色不纯。

本项研究提出了一种采用硫化铅量子点和硒化镉量子点材料，分别作为近红外吸收层和可见发光层的新型结构设计，利用硫化铅量子的多激子效应，和硒化镉量子点的高效纯色发光特性。通过设计与之匹配的能级结构，提高了全量子点上转换发光器件的光-光转换效率。

图1. （a）红外-可见上转换发光器件结构及原理图；（b-d）有NIR/无NIR光照情况下，器件的电流密度/亮度随器件电压变换曲线及载流子分布。

这种发光二极管和光电探测器串联结构设计的优点是：在施加电场的情况下，整个器件中的多数载流子是电子，当没有近红外（NIR）光照时，由于存在氧化锌作为空穴阻挡层的特殊器件结构，电子在硒化镉量子点层中聚集，但是因为缺少空穴与之复合，器件并不发光。而在有近红外光照时，硫化铅量子点层作为近红外吸收层可产生光生载流子，其中光生电子经由电子传输层导入阴极。而光生空穴经由空穴传输层流入硒化镉量子点发光层，并与硒化镉量子点层聚集的电子辐射复合发光。经过上述特殊能级设计的器件在无近红外光照射时的发光很弱，在15V偏压下发光亮度不到5 cd/m2。而在有近红外光照射时，器件在2.5V偏压时就已经有超过5 cd/m2的亮度，15V偏压时亮度达到157 cd/m2。在7V偏压下，有无近红外照射的器件发光亮度对比度超过10000。这种结构的上转换发光器件综合利用了两种类型的量子点材料分别实现了对近红外光的有效吸收、和在可见光区域的高效纯色发光，使整个器件的光-光转换效率提升到了6%。本研究工作通过量子点光电器件实现红外光可见，为其未来在夜视系统、生物成像、健康监测、可穿戴电子等领域的广泛应用奠定了基础。

图2. 有NIR和无NIR照射情况下，上转换发光器件呈现不同的发光亮度。

这项工作发表在IEEE Access（影响因子4.098， JCR一区），南科大电子系2017级博士生唐浩东为第一作者，孙小卫教授和王恺副教授为共同通讯作者。

该系列工作得到国家科技部，国家自然科学基金，广东省自然科学基金和深圳市科创委的资助。

二、此外，疫情期间，唐浩东同学在家中还参与完成了另外两篇文章的投稿接收

一篇与伯明翰大学合作的，以 Cost-Efficient Printing of Graphene Nanostructures on Smart Contact Lenses 为题，关于在隐形眼镜上制备石墨烯纳米结构的工作发表在 ACS Applied Materials & Interfaces（唐浩东为第一作者，影响因子8.456，JCR一区，中科院一区） 上，联合培养导师Dr. Haider Butt 为通讯作者。

图3. 通过激光干涉直写技术在隐形眼镜上制备的纳米光栅结构，在不同角度下呈现不同颜色的反射光。

三、另一篇与慕尼黑技术大学合作的，以 Colloidal PbS quantum dot stacking kinetics during deposition via printing 为题，关于硫化铅量子点材料在成膜过程中堆积动力学的工作发表在Nanoscale Horizons（唐浩东为第二作者，影响因子9.095，JCR一区，中科院一区）上。

图4. 不同成膜方式会形成的不同堆积结构的硫化铅量子点