濟南大學逄金波、劉宏團隊InfoMat綜述：二維材料WSe2 基p型半導體電子器件的設計、制備及應用

近日，濟南大學前沿交叉科學研究院逄金波、劉宏團隊，調研了WSe₂的合成、方法、性質和電子應用，并在InfoMat上發表了題為“WSe₂ 2D p-type semiconductor-based electronic devices for information technology: design, preparation, and applications”的綜述論文。第一作者碩士研究生程綺琳等翻閱了WSe₂? 材料及應用的近600篇文獻，用42頁的篇幅，向光電傳感、電子傳輸、邏輯電路、壓電壓光等信息領域的同仁勾勒出了WSe₂的前世今生和未來的機會。

【引言】

二維過渡金屬硫屬化合物（TMDCs）在光電子器件和能源器件等領域具有廣闊的應用前景，尤其是以二硫化鉬、二硒化鉬、二硫化鎢和二硒化鎢等為代表的一類半導體材料，表現出優良的光電性能，其自身還兼具獨特的柔性，可以用制備下一代柔性的可穿戴設備。自2004年Geim小組首次報道了單原子層石墨烯以來，有關二維材料的研究迅速席卷了整個化學、材料和物理等研究領域。二硒化鎢（WSe₂）屬于過渡金屬二硒化物，與石墨烯相似，WSe₂具有層狀結構的特征，兩個相鄰層之間通過范德華相互作用力結合，這個作用力比較弱，可以通過膠帶撕扯的方法克服，從而獲得減薄的二硒化鎢，這就是所謂的機械剝離法。有以下幾種獲得高質量WSe₂的方法，例如機械剝離法、水熱法和氣相沉積法。WSe₂體材料是一種具有間接帶隙（1.25 eV）的半導體，單層二硒化鎢的直接帶隙寬度在1.65 eV 左右，不僅達到了大部分電子和光電器件的材料要求，而且單層二硒化鎢還是少見的同時具有n-型和p-型半導體特性的TMDCs半導體材料。WSe₂還有其他形貌，例如納米管，納米棒和納米線。目前，p型WSe₂半導體的異質結構器件研究熱點，涵蓋了場效應晶體管、光電探測器、氣體傳感器、壓電傳感器和光伏太陽能電池。由于其獨特的電子、光學和能帶性質，WSe₂由于與鈀材料接觸時表現出p型電荷載流子的導電性，而得到了越來越多的研究關注。本文主要研究是基于大面積全膜和單晶二硒化鎢的材料制備及光電器件的應用探究。寫到這里，筆者詳盡的總結WSe₂研究的最新進展。其行文思路如下：首先，介紹了結構、類型、形貌以及合成路線，然后，討論了電學、光學等性質，隨后，著重介紹他們作為半導體在電子器件方面的應用，包含場效應晶體管、氣體傳感器、光電探測器、壓力傳感器、壓電傳感器、CMOS器件、數字邏輯器件、反相器、發光二極管應用等。最后，對二硒化鎢的后續制備及柔性電子應用，以及其在能谷電子學和自旋電子學等方向的潛力，做出了展望。

【成果簡介】

文章簡介了其作為場效應晶體管、氣體傳感器、光電探測器、壓力傳感器、壓電傳感器、CMOS器件，邏輯反相器、整流器、LED應用的基礎元件的角色。各種二維WSe₂及類似的二維材料的光電探測器性能，列到了一張表格上。物理化學(包括熱力學和動力學)、材料科學、計算機科學和其他跨領域學科的結合有助于優化成功合成大面積可控生長的WSe₂，并在器件應用方面取得豐碩成果。未來，WSe₂基的設備可以集成到可穿戴電子設備和物聯網中。

【圖文導讀】

?圖1 ??過渡金屬硫屬化合物WSe₂的晶體結構，MX₂. M 是過渡金屬，X 是氧族元素原子。

圖2 ?WSe₂的電子結構

圖3 ??WSe₂器件制備示意圖。

圖4? WSe₂的CVD法合成。

圖5? 金屬-有機化學氣相沉積法WSe₂的合成。

圖6?? 以VO₂為漏極介電質的WSe₂溝道的晶體管性能。

圖7 ??WSe₂ p-n同結場效應晶體管的結構表征和電性能曲線。

圖8? 基于WSe₂合金材料的氣體傳感器。

圖9 ??WSe₂光電探測器的電子和光電子響應特性。

表1?? 基于TMDCs和類似二維材料的光電探測器性能。

圖10? 用于自供電LCD器件的WSe₂壓電納米發電機（PENG）

圖11 ??WSe₂壓電光電器件的光電性能。

圖12 ??CMOS制作的p-WSe₂和n-MoS₂ FET邏輯門的原理圖和電學性能。

圖13? 基于WSe₂ CMOS技術的存儲器讀寫操作。

圖14? 采用CMOS技術制作的WSe₂器件的結構和能帶對準

圖15 ??WSe₂/ZnO反相器

圖16? WSe₂整流特性曲線及原理圖

圖17 ??h-BN封裝WSe₂器件的電致發光和光致發光性能

圖18? (a)由WSe₂/h-BN/幾層石墨烯組成的金屬-絕緣體-半導體的示意圖

?圖片摘要? WSe₂的結構、性質和應用。介紹了基本設備，包括光電探測器、氣體傳感器和場效應晶體管。最終，讀者可以看到一些新的信息器件，比如發光二極管、整流器、邏輯反相器、CMOS電路、壓電子學和壓電子學等

【小結】

本文對WSe₂材料的基礎性質及電子器件上的應用進行調研。相信會對尋求二硒化鎢薄膜材料在電子與光電子器件、傳感、邏輯器件及壓電壓光等信息領域的老師和學生，具有重要的啟發意義。

在這項工作中，對二維WSe₂的研究提出了一個廣泛而全面的調研。首先，我們介紹了WSe₂的基本原理，包括它的晶體結構、電子結構、帶隙、電子性質和光學性質。更重要的是，討論了單層的基于WSe₂的電子器件，如傳感器、場效應晶體管和光電探測器。最終，復雜的器件結構被用于做概念驗證，如壓電電子學、壓電光電學、存儲器、邏輯逆變器和發光二極管。

目前，仍有機會在四個領域進行研究。首先，應該不斷優化WSe₂的合成策略。第二，利用摻雜策略或缺陷工程可以豐富電荷輸運行為的調控。第三，應該考慮高質量WSe₂材料的器件陣列和系統集成。最后，WSe₂的基本性質，如激子、旋轉運輸、能谷電子輸運隨著先進表征技術的發展，已成為研究熱點。這些表征技術包括掃描隧道顯微鏡、測試電流的原子力顯微鏡、 飛秒時間分辨-泵浦-探測光譜學、電學探針臺與強磁場(霍爾測量)、磁譜以及施加偏壓的原位透射電鏡。利用電學控制或應變工程對帶電激子進行控制。

總的來說，WSe₂的研究仍有很多機會，因此我們希望來自物理、化學和工程領域的研究團體繼續為理解這種重要的材料做出貢獻。物理化學(包括熱力學和動力學)、材料科學、計算機科學和其他交叉學科的協同作用可能會成功合成大面積可控生長的二硒化鎢，并在器件應用方面取得豐碩成果。

文獻鏈接： 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）

【作者介紹】

第一作者程綺琳，濟南大學前沿交叉科學研究院，碩士研究生。

第一作者逄金波，濟南大學前沿交叉科學研究院，副研究員，碩士生導師。主要研究方向為二維材料的大面積可控合成及信息器件。以項目負責人承擔國家自然科學基金、山東省自然科學基金等多項課題。在包括 Adv. Energy Mater., ACS Nano， Chem. Soc. Rev.等學術期刊上發表 SCI 文章 30 余篇，被引 1000余 次，H 因子 17。

第一作者孫德輝，濟南大學前沿交叉科學研究院，副研究員，碩士生導師。主要從事晶體生長、結構與晶體物理方向的研究，及其在量子信息領域的應用。以項目負責人承擔國家自然科學基金、山東省重點研發計劃、山東省自然科學基金等多項課題。發表 SCI 文章 近20 篇。

通訊作者劉宏，教授，博士生導師，2009 年獲得國家杰出青年科學基金。主要研究方向為納米能源材料、組織工程與干細胞分化、人工晶體材料等。近十年來承擔了包括 863、973、自然基金重大項目在內的十余項國家級科研項目，取得了重要進展。2004 年至今，在包括 Adv. Mater., Nano Letters，ACS Nano，J. Am. Chem. Soc, Adv. Fun. Mater，Envir. Eng. Sci. 等學術期刊上發表 SCI 文章 600 余篇，通訊作者 200余 篇。其中，影響因子大于 10 的 30 余篇，個人文章總被引次數超過 17000 次，H 因子為 62，17 篇文章被 Web of Science 的 ESI（Essential Science Indicators）選為 “過去十年高被引用論文”（Highly Cited Papers (last 10 years))，文章入選 2013 年中國百篇最具影響國際學術論文，2015 年度進入英國皇家化學會期刊 前百分之一高被引中國作者榜單。應邀在化學頂尖期刊 Chemical Society Review 和材料頂尖期刊 Advanced Materials 和 Advanced Energy Materials 上發表綜述性學術論文，在國際上產生重要影響。授權專利 30 余項，研究成果已經在相關產業得到應用。

通訊作者周偉家，濟南大學前沿交叉科學研究院教授，博士生導師。入選 “省自然科學杰出青年基金”和“泰山學者青年專家計劃”。主要從事納米材料與技術在電催化、氫能源和微納器件等領域的研究，以第一或通訊作者在 Energy Environ. Sci.、Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy 等期刊發表 SCI 收錄論文 50 余篇，被他引 3938 次（Web of Sci.），H 因子 36，影響因子大于 10 的論文 20 篇，單篇被引用超過 100 次論文 10 篇，ESI 高被引用論文 15 篇，“全球高被引科學家”（交叉學科）（2018 年），中國百篇最具影響力國際學術論文 1 篇；授權發明專利 5 項。

【期刊介紹】

InfoMat是Wiley 首次和中國雙一流高校電子科技大學合作，共同出版的開放獲取式期刊。InfoMat是一本國際性的高質量期刊，涉獵范圍廣泛，屬于材料科學，電子電氣和電信類別。但主要研究領域是信息材料，關注于具有獨特電學，光學和磁學特性的新材料，以及其在信息技術發展中的應用。期刊2020年1月在線發表的文章涵蓋了二維材料（12篇）、鈣鈦礦（7篇）、能源（電池5篇、儲能1篇、電容器2篇、供能系統1篇）、柔性傳感器（8篇）、碳納米材料（2篇）、納米發電機（1篇）及其他（8篇）等領域。InfoMat旨在發布實驗和理論方法，處理有可能應用于當代或即將到來的信息技術的新材料問題，為在各科學領域工作的研究人員提供高質量的學術平臺。

閱讀期刊文章：https://onlinelibrary.wiley.com/journal/25673165

InfoMat的主編為李言榮教授，該期刊的定位旨在達到國際最有影響力的期刊行列。InfoMat對所有原創并創新性研究和評論文章進行嚴格的同行評審，文章接受后立以開放獲取形式在線發布，可以免費閱覽，引用和共享。InfoMat致力成為信息領域的國際一流期刊，為廣大科研工作者提供高學術成果的展臺。第一期已于2019年5月13日發表，其中包含九篇高質量文章。期刊為開放獲取（Open Access），三年內全免費。敬請各位專家學者投稿并引用！

投稿鏈接：https://mc.manuscriptcentral.com/infomat

拓展信息

【團隊介紹】

濟南大學前沿交叉科學研究院（iAIR）介紹：濟南大學前沿交叉科學研究院（iAIR）于2017年成立，是濟南大學直屬科研平臺機構。目前研究院擁有國家杰出青年基金獲得者1名，泰山學者青年專家3名，山東省優秀青年基金獲得者4名；擁有省部級中心1個：山東省高等學校對接產業類協同創新中心（生物診療技術與裝備協同創新中心）。研究院自建立以來，在國家級以及省級重大項目、高水平研究論文方面均有較大突破，2019年獲批的國家自然科學基金立項數目與經費資助總額均居全校第二位、人均第一位。

研究院科研實力雄厚，是覆蓋物理、化學、生物、材料等多學科領域的交叉研究團隊，擁有先進的實驗設備和測試平臺（價值3000萬元）。研究生培養方面，2020年擬招生24人，其中物理2人，化學10人，材料與化工8人，生物與醫藥4人。目前我院有博士生導師5名，碩士生導師17名，其中碩士研究生各學科專業導師名單（按漢語拼音順序排列）如下：

0702物理學：劉宏、孫德輝

0703化學：丁龍華、葛慎光、劉宏、劉海云、逄金波、任娜、孫春輝、王金剛、徐彩霞、薛國斌、于欣、張玉海、趙莉莉、周偉家

0856材料與化工（專業學位）：丁龍華、杜加磊、葛慎光、劉宏、孫德輝、薛國斌、張叢叢、趙莉莉、周偉家

0860生物與醫藥（專業學位）：劉宏、劉海云、逄金波、任娜、孫春輝、王金剛

有意向的考生還請持續關注我院校研究生招生考試工作調劑信息動態，相關網站鏈接如下：

濟南大學研究生招生信息網（網頁鏈接）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

濟南大學前沿交叉科學研究院（網頁鏈接）http://iair.ujn.edu.cn

聯系人：蘇老師

電子郵箱：ujn_iair@163.com

【團隊在該領域工作匯總】

團隊在二維材料的器件研究方面，一直走在國際前沿。國際主流報道的以銅箔為基底生長的石墨烯(Science 2009, 324, 1312-1314)，是由單層石墨烯(占據95%的面積)，和雙層或少層石墨烯(占據5%面積)，這個問題在二維研究領域一直是久久沒有攻克的難題。團隊解決了這個難題，具體的講，利用氧氣預處理金屬基底表面，獲得了干凈的基底，獲得了厘米尺寸的絕對100%單層石墨烯 (J. Phys. Chem. C 2015, 119, 13363-13368)，獲得了銅基底石墨烯生長的創始人Ruoff的高度評價，可以用在基于場效應管原理的高靈敏傳感器的電極。另外，利用三明治結構的襯底配置，獲得了精確的氣流控制，在絕緣基底上，獲得了厘米尺寸的單層石墨烯，解決了金屬基底上制備的石墨烯，必須依賴一個費時費力的轉移過程，可以直接用于電子場效應管的集成，有利于與半導體工藝集成和大規模的應用 (ACS Nano 2017, 11, 1946-1956)。還開發出將二維材料轉移到任意目標基底的關鍵技術，成功將在藍寶石上生長的二硫化鉬，轉移到利用電子束掩膜沉積的銀納米顆粒二聚體的陣列上，實現了利用等離子激元效應，對單晶二硫化鉬進行光學的拉曼增強以及光致熒光譜的增強，可以用于高靈敏的傳感器 (Adv. Optical Mater. 2018, 6, 1700984)。在新穎二維材料黑磷的制備和表征方面，也頗有建樹，尤其是在光電轉換等器件上，進行了全面的理解和制備(Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702093)。另外，在新穎二維材料過渡金屬碳氮合物（MXene）的高質量可控制備上進行探索，以及物理性質的探索和器件應用 （Chem. Soc. Rev. 2018）。

另外，在二維材料的半導體器件物理的機理研究上，長期處于國際領先地位。團隊對場效應管的構筑與傳感機理有豐富的研究經驗，利用場效應晶體管(FET)，具有信號轉化與放大功能的特點，用于制備高性能傳感器(Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 2087)。石墨烯作為新型碳納米材料，因具有優異的光電性能和力學特性，是最具前景的一種組裝柔性電子器件的基元材料。較之傳統的檢測手段，基于FET的傳感器可以提供快速檢測，團隊設計成功了操作簡單的檢測手段(Adv. Mater., 2015, 36, 5379)，其檢測不需要昂貴的大型儀器，簡單易攜帶，便于家用和可穿戴的電子監測器件。利用FET的尺寸小、造價低的優點，將傳感器成功的大量的集成在同一個微小芯片上(Adv. Electron. Mater., 2017, 3, 1700209)。開發的石墨烯基場效應晶體管(GFET)被認為是構建柔性高性能傳感器的有效載體，引發了廣泛關注,并被應用于各種物理信號的識別中。

團隊對場效應管的器件機理有深厚的研究(Small, 2016, 10, 1252)。FET傳感器同樣需要通過研究其轉移曲線和輸出曲線，計算得到器件的閾值電壓、場效應遷移率、開關比和亞閾值斜率等場效應晶體管器件性能的基本參數。利用氮等離子體對WS₂進行硫空位缺陷的修復，實現了載流子的提升（Small 2019, 15, 1901791）。由于FET器件是基于載流子向半導體可控注入的有源器件，其可以看做是一個由柵極和半導體層構成的平板電容器。源漏電極之間的導電溝道作為電容器的一個極板，柵極作為另一個極板，溝道中的載流子密度通過加在柵壓上的各種電學來進行調制。在外加柵壓的情況下，會在絕緣層附近的半導體層感應出電荷，在一定的源漏電壓下，感應電荷參與導電，使得半導體的電阻率相對于無柵極電壓時發生量級變化，進而源漏電極之間的電流也就隨之發生數量級變化。同時，研究了石墨烯基材料用于miRNA檢測的生物傳感器（Small 2019, 15, 1901867），并構筑石墨烯基觸覺傳感器用于電子皮膚應用（Nano-Micro Lett. 2019,11,71）。

因此，柵極起著控制溝道電流“閥門”的作用，從而實現對輸出信號的調控。通過上述器件研究不但可以為下一步FET放大的高性能傳感器和傳感芯片奠定基礎，更重要的是可以對多層石墨烯的性能和MOS 的性能進行深入表征，指導大面積二維材料的合成。

【團隊近期發表的文獻推薦】

從一維、二維和三維納米纖維材料衍生的超靈敏物理、生物和化學傳感器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態可控高靈敏度電容式觸覺傳感器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

仿生鐵摻雜SrMoO4光催化氮還原性能的能帶結構工程Band structure engineering of bioinspired Fe doped SrMoO4 for enhanced photocatalytic nitrogen reduction performance, Nano Energy, 2020, DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104187???????

人脂肪干細胞在ZnO納米棒陣列上的細胞干度維持Cellular Stemness Maintenance of Human Adipose-Derived Stem Cells on ZnO Nanorod Arrays, Small, 2020, DOI: 10.1002/smll.201904099

自組裝銅-氨基酸納米顆粒用于原位谷胱甘肽和過氧化氫順次觸發的化學動力學治療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

利用光催化系統中的洛倫茲力抑制光誘導電荷復合Suppressing Photoinduced Charge Recombination via the Lorentz Force in a Photocatalytic System，Adv. Sci. 2019, 1901244, DOI: 10.1002/advs.201901244

2D-MXenes在能量轉換和存儲系統中的應用Applications of 2D MXenes in energy conversion and storage systems, Chem. Soc. Rev., 2019, 48, 72-133, DOI :10.1039/c8cs00324f

相變材料在納米膠囊中的封裝，其壁上有一個明確的孔，用于藥物的控制釋放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

通過通用和受控的電化學陽極活化增強析氫活性的納米片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射線高分辨率閃爍成像屏用金屬鹵化物鈣鈦礦納米片Metal Halide Perovskite Nanosheet for X-ray High-Resolution Scintillation Imaging Screens, ACS Nano, 2019, 13, 2520-2525, DOI: 10.1021/acsnano.8b09484

堿土金屬摻雜和能級剪裁的上轉換發光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

柔性可編輯非對稱全固態超級電容器石墨烯紙上的混合多孔納米片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

界面電效應在寬pH范圍內促進水分解活性的研究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

納米結構KNbO3中多場耦合增強催化性能：壓電光催化和鐵光電化學效應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

一種簡便有效的氮等離子體修補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

多功能鎳納米片陣列電催化劑與吸熱層集成熱電整體水分解裝置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

增強電子空穴分離的光響應金紅石型TiO2異質結高效析氫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

以酵母菌為N/P源和碳模板在酸性電解液中通過環保固相磷化法合成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摻雜Mo2C納米帶/羥基納米纖維素鍵合石墨烯納米片作為柔性可編輯的析氫電極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MoO2六角納米片上鉑團簇的限制分布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

中性介質中Fe@N摻雜碳納米管在泡沫鐵上的電化學絮凝析氫反應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

鈷-磷化鈷納米顆粒@氮磷摻雜碳/石墨烯，來源于酵母吸附鈷離子作為高效、穩定和大電流密度的析氫反應電極

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

基于納米碳粒子改性光熱發電和電化學水分解系統的太陽能化學能轉換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

氧化鐵嵌入二氧化鈦納米線在酸性介質中析氧的活性穩定電催化劑

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

富勒烯衍生物對高性能三元有機太陽電池垂直相分布的調節

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

電催化產氫

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

全太陽光譜光催化用于光化學能轉化

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

氮化工藝用于電化學儲能的增強

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

微納加工：柔性微納結構的紙芯片

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

柱狀結構的直徑調控干細胞分化

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

過渡金屬替位熒光納米晶用于快速離子檢測

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

雙光子熒光多胺納米點用于CAR-T細胞功能驗證及腫瘤細胞/組織檢測

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