硫化铅

省第十二次党代会强调，“坚持创新驱动发展，加快建设现代产业体系”“打造全国科技创新高地”。明确提出，加强战略科技力量培育，争创国家实验室或在鄂基地，推进全国重点实验室优化重组，高水平建设汉江实验室、光谷实验室和东湖实验室等湖北实验室，建设重大科技基础设施集群。去年2月至今，我省已有10家湖北实验室陆续正式运行，它们“组团”发力，为推进全省科技创新体系整体效能加装“发动机”，增强新动能。一年多来，湖北实验室科研取得了哪些进展？建设者们有哪些新探索？8月底开始，湖北日报全媒记者先后走进部分湖北实验室，感受这里科研一线创新攻关的风采。 “我们一直在做相关实验，不断提高它的稳定性，争取早日产业化。”8月25日，湖北光谷实验室8楼，华中科技大学武汉光电国家研究中心副教授高亮向湖北日报全媒记者介绍，他所在的唐江教授团队目前研制的量子点短波红外成像芯片进展顺利。 每天“泡”在实验室，不停地实验、检测 红外成像芯片是光传感技术的基础之一，被广泛应用于机器视觉、物质鉴别、生物成像等新兴领域。然而，受加工温度和单晶基板的限制，现有的红外成像芯片主要采用异质集成的方式实现红外光电二极管与硅基互联，面临工艺复杂、分辨率受限、大规模生产困难、成本高等问题。 “电子产品使用的硅基芯片主要工作于可见光波段，成像距离受环境限制，弱光下成像效果差，难以分辨同色的不同物体。可见光与短波红外融合，就能够有更好的成像体验，如图像细节完整，夜晚成像清晰，而且短波红外穿透雨雪雾霾的能力极强，在恶劣天气中还能进行障碍预警。”高亮介绍，基于此，量子点红外探测器经过十几年的发展，其性能（探测波段、响应度、比探测率）已经接近传统材料器件的性能，拥有巨大的成本优势。他们团队正在做的，就是研发量子点短波红外成像芯片量产化技术，为光谷实验室技术孵化落地做出贡献。 研二学生张琳祥两年前加入这个团队，从此每天都“泡”在实验室。“我们要不间断地进行芯片工艺调试，探索适于自动化制备的最佳工艺窗口。”记者看到，在不同的实验室，团队成员分别进行量子点合成、液相配体交换、浆料配制等流程，然后通过喷墨旋涂，制备量子点薄膜。“薄膜是关键，再通过全低温一体化集成，制作成红外探测芯片。”张琳祥介绍，他的工作就是通过不断测试芯片，找到一个更稳定、更合适的器件结构，即便在复杂的环境下，也能够保持器件性能。 团队有二十多人，结束暑期生活返校后，他们已经在实验室工作快一个星期了。“实验中我们碰到的失败数也数不清，就是在失败的基础上一点点摸索，一点点前进。”他们克服材料、结构、集成工艺等重重难题，从970纳米到1.3微米、1.55微米，再到目前的1.9微米，探测范围越来越广。 看着这些可喜的数据，张琳祥和同伴们很开心。“老师教导我们，研发过程中要沉下心，要有定力，把该做的工作做好。” 国内首款！硫化铅胶体量子点红外成像芯片研发成功 今年上半年，唐江教授团队与海思光电子有限公司合作，制备出一种适配硅基读出电路的顶入射结构的光电二极管，实现了30万像素、性能可媲美商用铟镓砷的短波红外芯片。这是国内首款硫化铅胶体量子点红外成像芯片，相关成果已发表在6月份的Nature Electronics期刊。 PbS CQD成像芯片。a) 成像芯片整体示意图；b) 成像芯片横截面示意图；c) 成像芯片的横截面扫描电镜图像；d) 成像芯片的俯视示意图；e) 单个像素的电路图；f) 电路的读出时序 据介绍，红外光电二极管与硅基读出电路单片集成工艺简单、成本可控，且有望极大提升红外成像芯片分辨率。不同于高温外延生长的红外材料，硫化铅胶体量子点采用低温溶液法加工，衬底兼容性好，可与硅基集成电路单片集成。但现有相关器件结构存在不适配难题，其耗尽区远离入射光，导致器件外量子效率低。 唐江教授团队根据硫化铅胶体量子点的特性，设计出了适配硅基读出电路的顶入射结构光电二极管，通过模拟分析和实验优化器件结构，使耗尽区靠近入射光，实现光生载流子的有效分离与收集，从而提高器件外量子效率。 国内首款硫化铅胶体量子点红外成像芯片，具有可与商用铟镓砷芯片媲美的成像效果。同时，在水果检测、溶剂识别、静脉成像等方面，也具有广泛的应用潜力。 高亮说，“目前，高端短波红外成像芯片国外禁运，铟镓砷芯片正处于卡脖子现状。我们想早日做好中国人自己的量子点短波红外成像芯片，助力科技强国建设。” 记者了解到，光谷实验室运行一年多来，聚焦光电子技术与装备，争创国家实验室，瞄准未来智能时代的高端芯片、光电融合、异质异构集成、“感—存—算—通—动—能”一体化复杂巨系统等前沿科学与技术问题，开展长期稳定的基础与应用研究，围绕通信、传感、物联网、高端制造等重点行业发展的卡脖子难点问题，力争实现率先突破和国际引领，助推“武汉中国光谷”走向“世界光谷”，成为国家在光电子领域的战略科技力量。

锌、铅精矿中的目标金属元素主要以硫化物的形式存在，还有可能以可溶性状态存在，如可溶性锌和可溶性铅。可溶性锌、铅的存在会直接影响烧结块的温度，脱硫率，及结块性。因此在今年已经实施和即将实施的GB/T 8151.24-2021和GB/T 8152.15-2021分别规定了锌、铅精矿中可溶性锌、铅的测定方法。 GB/T 8151.24-2021锌精矿化学分析方法 第24部分:可溶性锌含量的测定 火焰原子吸收光谱法于11月1日正式实施，此标准重点补充了锌精矿中可溶性锌含量的测定，测定范围：0.1%~10.5%。原理：利用可溶性锌（硫酸锌、碳酸锌、氧化锌等）易溶解于氨水-氯化铵溶剂的特点，选择氨水-氯化铵为溶剂，加入适量抗血酸与二水合二氧化亚锡作为抑制剂，使样品中可溶性锌与硫化锌及难溶性锌实现有效分离。然后用火焰原子吸收法测定可溶性锌的含量。 GB/T 8152.15-2021铅精矿化学分析方法 第15部分：可溶性铅含量的测定 火焰原子吸收光谱法也将于12月1日实施，此标准重点补充了铅精矿中可溶性铅含量的测定，测定范围：0.3%~10.5%。原理：利用可溶性铅（硫酸铅、碳酸铅、氧化铅等）易溶解于乙酸-乙酸铵溶剂的特点，选择乙酸-乙酸铵为溶剂，加少量二水合二氧化亚锡消除Fe3+的干扰，使样品中可溶性铅与硫化铅及难溶性铅盐实现有效分离。然后用火焰原子吸收法测定可溶性铅的含量。 AA-7000系列AA-6800系列 这两个标准都涉及火焰原子吸收光谱法，岛津原子吸收分光光度计AA-6880系列和AA-7000系列，拥有优异的性能和灵活的配置，可满足GB/T 8151.24-2021和GB/T 8152.15-2021中可溶性锌、铅的测试要求。 火焰法工作条件 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

加拿大研究人员发现，新型纳米混合物结构结合采用脉冲激光烧蚀技术可能会产生新一代的光电开关、快速光电探测器和第三代太阳能设备。其成果发表在《先进材料》上。 　　近年对半导体纳米粒子，如硫化铅(PbS)的光电特性的研究有着显著增长。硫化铅与碳纳米管相结合可以有效产生光电流，但常规的合成方法仍然有着局限性。 　　现在，INRS 能源材料通讯研究中心的科学家在使用相对简单程序来合成纳米粒子，这能够为创造其他纳米混合物的各种应用提供很大的自由度。脉冲激光烧蚀(PLA)技术能够产生更纯粹的纳米结构。 　　My Ali El Khakani教授说：“当化学合成纳米混合物时，研究人员利用配体(ligands)以防止电荷动力从纳米粒子转移到纳米管。配体可以减少光响应效率和增加反应时间–两种效应在使用脉冲烧蚀方法合成粒子时都观察不到，因为硫化铅与碳纳米管表面有着直接的原子接触。” 　　将纳米混合物材料整合到功能性光电设备可能产生比其他方法更强大的光响应。当通过激光照射时，该材料的光电流响应时间是目前使用合成粒子的1000至100,000倍。