近日，电子工程学院光电能源催化材料与器件研究所围绕新材料和功能器件在自适应视觉仿生晶体管、新型范德华异质结结型晶体管、电催化合成和超级电容器活性电极材料的研究领域取得新的进展，相关研究成果发表在了国际权威期刊。
1.自适应视觉仿生晶体管
李莎莎博士（共同第一作者）与华南师范大学霍能杰研究员，浙江大学李京波教授团队合作研制了基于范德华异质结的视觉仿生晶体管，相关研究成果发表在Nature子刊《Nature Communication》（中科院一区TOP IF=16.6）杂志上。在雪崩隧穿机制和光电导机制的可控动态调节下，晶体管具有微秒级的精确感知，其环境光适应速度比人类视网膜适应速度快104倍以上。基于自适应视觉仿生晶体管的仿生视觉系统能够在危险环境中替代人眼进行感知和判断，在自动驾驶、面部识别和医学成像等领域具有巨大的应用潜力。
2.新型范德华异质结结型晶体管
李莎莎博士（通讯作者之一）与华南师范大学孙一鸣研究员课题组合作设计了基于范德华异质结结型晶体管，相关工作发表在《Advanced Functional Materials》（中科院一区TOP，IF=18.5）期刊。基于范德华异质结结型晶体管可实现整流二极管、p沟道和n沟道晶体管在同一器件中多功能集成，通过高效双栅调制，可以获得高迁移率、近理想的亚阈值摆幅和高开关比性能。
3.远程调控Co-N₄电子结构促进H₂O₂合成
赫丙玲博士（共同第一作者）与江南大学朱永法教授团队合作研究了远程调控Co-N₄电子结构促进H₂O₂合成，相关研究成果发表在《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（中科院一区TOP，IF=20.2）期刊。Co-N4电子结构在调节钴卟啉2e- ORR性能方面的作用，并构建共价连接策略来处理卟啉单体在恶劣操作条件下的聚集性质，特制的Co-TEPP-COP/rGO催化剂对H2O2表现出优异的选择性和耐久性，并实现了高效电催化合成H2O2。本研究对开发高效的2e- ORR电催化剂合成H2O2具有重要意义。
赫丙玲博士借助DFT计算解释了Co-N4活性中心的电子结构与电催化性能之间的内在关系。Co-TEPP中的Co d轨道中心的下移（图a），导致更高的反键态占据率，减弱了*OOH吸附（图b），从而提高2e- ORR动力学。从*OOH吸附的Bader电荷分析可知从Co-TEPP吸附的*OOH的电荷转移受到抑制（图c）。差分电荷分析（图d）表明Co-TPP和Co-TAPP中*OOH的H原子与配位N原子之间存在氢键相互作用，而在Co-TEPP中这种相互作用消失，从而使Co-TEPP上相对较弱的*OOH结合强度合理化（图d）。因此，具有缺电子Co-N4活性中心的Co-TEPP抑制了与*OOH间的氢键作用促进了H₂O₂电合成。
4.MoC@C/RGO纳米限域结构在超级电容器活性电极中的应用
王雯博士（第一作者和通讯作者）通过纳米限域策略成功制备了MoC@C/RGO纳米材料，相关研究成功发表在《Functional Materials Letters》期刊。经测试，MoC@C/RGO作为超级电容器的活性电极材料，比电容值为420 F/g，在5000次循环的恒流充放电测试中电容保持率为97.6%，具有良好的电化学稳定性，为高效超级电容器的发展提供了新思路。
期刊简介：
《Nature Communications》是Nature旗下的综合性期刊，致力于生物、物理、化学和地球科学等各领域的高质量研究。
《Advanced Functional Materials》由Wiley出版，是材料领域顶级期刊，旨在及时、准确、全面地报道国内外材料科学工作者在该领域取得的最新研究成果。
《Applied Catalysis B: Environment and Energy》是国际催化科技领域的代表性期刊之一，最新影响因子达20.2。旨在推广环境与能源催化领域的前沿科学技术，以及催化技术在环境污染物控制、清洁能源转化利用及碳中和等领域的应用。
《Functional Materials Letters》是一本国际著名的材料科学期刊，旨在发布具有重要科学意义和应用前景的功能材料研究成果。
文章链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50488-6
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202316488
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124448
https://doi.org/10.1142/S1793604724510524
（文、图/李莎莎 赫丙玲 王雯初审/方愿捷 部门审核/叶松 发布/潘娟娟）