Анализ распространения ВЛ в ​​Армении, проведенный Карапетяном и Багдасаряном (1972) [24], показал, что для очагов ВЛ необходима температура не ниже 18 °С в течение длительного времени и средняя влажность 45–75 % существовать. Это было для высот от 400 до 700 м.

Азербайджан

Распределение

Первый случай ВЛ в ​​Азербайджане зарегистрирован в 1913 г. С 1913 по 1950 г. было зарегистрировано 213 случаев ВЛ [30], а с 1950 по 1968 г. 1123 (данные из архива Института эпидемиологии, Баку [31]). ]).Случаи были неравномерно распределены по Азербайджану. Большинство из них были выходцами из Ширванской равнины в Геокчайском районе (ныне Гейчайский район), Харабахской равнины в восточных предгорьях Малого Кавказа и Агдамского района, но некоторые были из горных Шамахинского и Ордубадского районов. Благодаря комплексным мероприятиям по борьбе с ВЛ, проводившимся в ходе активной противомалярийной кампании, заболеваемость ВЛ в ​​Азербайджане к 1966 году сократилась в среднем до двадцатой части от первоначальной.В Геокчайском, Агдамском, Шамахинском и Ордубадском районах регистрировались единичные случаи за восемь-десять и даже 20 лет. В Джалилабадской области, где раньше изредка встречались единичные случаи, заболеваемость начала расти с 1969 г., и в период с 1970 по 1979 г. было зарегистрировано 99 случаев ВЛ. в стране [31]. Сероэпидемиологическое обследование с применением непрямого иммунофлуоресцентного теста на антитела (ИФАТ) было проведено с 1979 по 1980 год у 1580 здоровых жителей, проживающих в пяти населенных пунктах, и выявило, что 64 (4.1%) были серопозитивными на ВЛ [32]. С 1984 по 1986 год, после почти 20-летнего перерыва, в Ордубадском районе произошло 12 случаев ВЛ, в городе Ордубад — девять и в сельской местности — три. При тестировании 3116 здоровых людей с помощью IFAT на уровни антител к антигенам лейшманиоза серопозитивными оказались 170 (5,5 %) жителей города и 221 (7,1 %) жителей близлежащих сел. Это исследование показало, что процент положительных реакций был значительно выше у людей, живущих в непосредственной близости от случаев ВЛ, 43.2 %, по сравнению с людьми, которые жили далеко от них, 6,5 % [33]. Всего за 20 лет с 1989 по 2009 год в Азербайджане зарегистрировано 347 случаев ВЛ [9].

В 1987 и 1988 годах была зарегистрирована вспышка КЛ, вызванная L. infantum , в Геокчайском районе Азербайджана, при этом было зарегистрировано 68 случаев одновременно в пяти селах и всегда от трех до пяти случаев в одной семье. Двадцать (44,4%) сывороток из 45, взятых от случаев КЛ, оказались положительными на антилейшманиозные антитела с использованием антигена, полученного из индийского штамма L.доновани , MHOM/IN/1980/DD8. Остальные 25 (55,6 %) были отрицательными. Серологическое тестирование 62 здоровых лиц, проживающих в непосредственной близости от случаев КЛ, показало, что девять (14,5%) были серопозитивными. Наибольшее количество случаев зарегистрировано осенью и зимой [20].

Клинические аспекты

Случаи ВЛ в ​​основном возникают у детей в возрасте до семи лет, а молодой возраст заболевших является типичной чертой ВЛ в ​​Джалилабадской области. В большинстве случаев это новорождённые младенцы в возрасте от пяти до девяти месяцев.Заболеваемость резко снизилась среди детей старше полутора лет. IFAT были отрицательными у детей младше одного года, переболевших ВЛ. Только несколько детей в возрасте от полутора до семи лет, переболевших ВЛ, дали положительный результат IFAT, да и то с крайне низким уровнем антител [32]. Случаи заболевания начались в августе, причем большинство из них наблюдалось осенью и зимой.

При вспышке КЛ, вызванной L. infantum , в Геокчайском районе Азербайджана возраст заболевших более или менее равномерно варьировался от одного года до 50 лет.Кожные поражения локализовались в месте укуса переносчика, ограничены и в основном на лице, но иногда на шее или на верхних и нижних конечностях. Много амастигот было замечено в окрашенных мазках кожной ткани с краев очагов поражения. Поражения заживали спонтанно и без необходимости лечения в течение полутора-двух лет, предположительно, индуцируя иммунитет к повторному заражению L. infantum . Хотя L.infantum обычно считается одним из возбудителей ВЛ, было также показано, что он вызывает кожные поражения без явных признаков ВЛ в ​​нескольких странах в пределах географического ареала этого вида, e.г. , Пиренеи во Франции [34, 35], регион Абруцци в Италии [36] и в Греции [37].

Возбудитель

MLEE восьми штаммов лейшманиозов, выделенных от больных ВЛ людей из Ордубадского района с помощью 12-ферментной системы, показали их полную идентичность между собой и эталонному штамму L. infantum, MCAN/TN/78/LEM78 [33]. ]. От больных из Геокчайского района, у которых были выявлены ВЛ, а также кожные поражения, было выделено 12 групп паразитов.Эти запасы плохо росли на среде NNN, при этом количество промастигот уменьшалось от пассажа к пассажу. Только один штамм выжил, чтобы быть охарактеризованным методом MLEE с использованием 12 ферментных систем, и был идентифицирован как штамм L. infantum , т.е. е., штамм MHOM/AZ/1987/Geok-2 (AZ обозначает Азербайджан, страну его происхождения, которая ранее в научных статьях, опубликованных до 1991 г., обозначалась как SU для СССР), хотя и представляет собой новую зимодему, при сравнении его ферментный профиль соответствует профилям различных эталонных штаммов Старого Света, выделенных из случаев ВЛ и КЛ [18, 20].

Резервуар

собаки с ВЛ. В Геокчайском районе обследовано 470 собак из шести населенных пунктов, что дает уровень заражения от 1,4 до 7,1 % [38]. У собак были хронические инфекции ВЛ, которые длились долгое время, и у некоторых собак также были поражения кожи в дополнение к инфекции внутренних органов, таких как селезенка, печень и костный мозг [30]. В Ордубадском районе с 1985 по 1987 г. обследовано 152 бездомных собаки, в том числе с применением IFAT.Двадцать семь из этих собак имели клинические признаки ВЛ: кахексию, алопецию и гепатоспленомегалию, а 19 (70,4 %) также были положительными на антилейшманиозные антитела при IFAT. Еще 29 бессимптомных собак были протестированы и оказались серопозитивными [33]. В Джалилабадской области пять (17,2%) из 29 исследованных собак были серопозитивными при IFAT [32].

Всего обследовано 2388 диких животных: кошек, волков, лисиц, шакалов, дикобразов, барсуков, зайцев и различных видов грызунов и птиц [39, 40].Лейшманиальные паразиты были обнаружены во внутренних органах двух лисиц и кошки [39].

Вектор. P. kandelakii , P. balcanicus , P. tobbi , P. brevis и P. transcausasicus считаются переносчиками ВЛ в ​​Азербайджане [29, 41]. Однако роль этих видов-переносчиков неодинакова в разных регионах страны, в основном в зависимости от их численности. Например, поскольку P. transcaucasicus наиболее распространен в Джалилабадской области, считается, что он является там основным переносчиком [42].

Грузия

Распределение

Первый случай ВЛ зарегистрирован в Грузии в 1913 г. С 1928 по 1999 г. в истории Института медицинской паразитологии и тропической медицины им. Вирсаладзе, Тбилиси, зарегистрировано 1355 местных и 15 завозных случаев ВЛ. Это были выходцы из шести городов и 164 деревень 19 административных секторов Грузии, большинство из которых находились в Шида Картли и Кахетии в восточной Грузии [3]. В 1970-е годы случаи ВЛ встречались в основном в Марнеульском и Болнисском районах восточной части республики, граничащей с Азербайджаном.Количество случаев было небольшим, 2–10 в год, иногда с перерывами в 1–3 года. Однако в последние годы большинство случаев ВЛ было зарегистрировано в Тбилиси на востоке Грузии и его окрестностях [8, 43], а новый очаг ВЛ был выявлен в западногрузинском городе Кутаиси [8]. Число клинических случаев ВЛ неуклонно росло в течение последних двух десятилетий, варьируя от 122 до 189 в год. С 1995 по 2010 г. было зарегистрировано 1919 случаев ВЛ, из них 1052 в Тбилиси (официальные записи о заболеваниях, Национальный центр контроля заболеваний (НЦКЗ), Тбилиси, Грузия).Кожное тестирование на лейшманин (LST) проводилось на мужчинах и женщинах разного возраста из Тбилиси и Кутаиси. В Тбилиси положительные кожные пробы составили 100/688 (14,5 %), а в Кутаиси — 21/286 (7,3 %), что свидетельствует о значительной разнице в распространенности между Тбилиси и Кутаиси ( P  = 0,0019). Тбилиси является активным очагом ВЛ, и его распространенность среди людей и собак очень высока (см. ниже). В Кутаиси он не высок, но, похоже, это недавно развивающийся очаг [8].

Клинические аспекты

Случаи ВЛ обычно возникают у детей в возрасте до пяти лет и, реже, у детей старшего возраста и взрослых [3].Грузинские врачи применяли для лечения ВЛ препарат пятивалентной сурьмы производства СССР Солусурмин, суточную дозу которого постепенно увеличивали, при этом полную суточную дозу давали только на 4–5-е сутки [44, 45]. Это позволило избежать ухудшения общего состояния больных, особенно детей до года, вследствие интоксикации, вызванной одновременным умерщвлением паразитов, подвергшихся воздействию лечебного препарата [45]. Лечение повторяли для предупреждения рецидивов. Эта схема и хорошо организованный уход за больными позволили избежать летальных исходов.

Возбудитель

Leishmania, выделенные от людей и собак, были антигенно идентичными при серотипировании и одинаково очень вирулентны после инъекции сирийским хомячкам [46]. Штамм MMEL/GE/1977/Badg* (GE указывает на Грузию, страну его происхождения, которая ранее называлась SU для Советского Союза в научных статьях, опубликованных до 1991 г.), выделенный из кожной язвы барсука, Мелес meles , был охарактеризован и идентифицирован как L.infantum по MLEE [16, 17]. Однако роль барсука как резервуарного хозяина в эпидемиологии паразита остается неопределенной. Недавно шесть штаммов, выделенных из москитов, два из которых были выделены из самки P. kandelakii , а один из которых был выделен из самки P. balcanicus , были охарактеризованы путем выравнивания последовательности гена белка теплового шока массой 70 кДа. и идентифицирован как L. infantum [5]. Восемь лейшманиозных стад, выделенных Барджадзе в Марнеульском и Болнисском районах в 1987 году от детей в возрасте от одного до трех лет с ВЛ, были охарактеризованы и идентифицированы как L.major по программе MLEE, выполненной в Институте медицинской паразитологии и тропической медицины им. Марциновского в Москве (Стрелкова, неопубликованные данные). Это было подтверждено серотипированием выделяемого фактора (EF) [47], проведенным в Еврейском медицинском университете Хадасса в Иерусалиме (Шнур и Стрелкова, неопубликованные данные). Тем не менее, нет никаких записей или истории существования L. major в Грузии, а L. major никогда не регистрировалось как вызывающее ВЛ у людей; за исключением случая у молодой девушки, у которой развилась генерализованная инфекция лейшманиоза, т.е., CL и VL, вызванные L. major после переливания крови от человека с синдромом приобретенного иммунодефицита (СПИД), после чего она также заразилась СПИДом и генерализованным лейшманиозом [48]. Восемь грузинских случаев ВЛ и их лейшманиозных культур являются либо первой регистрацией L. major , существующей в Грузии, а также того, что ВЛ вызывается L. major , либо представляют собой лабораторную ошибку. Следовательно, к этой информации следует относиться с осторожностью, пока не появятся дополнительные доказательства существования L.major , существующий в Грузии, и вызывающий ВЛ у людей.

Резервуар

Было показано, что бродячие и домашние собаки являются частью естественного цикла передачи ВЛ в ​​различных очагах Грузии [43]. Недавно Babuadze et al. [8] исследовали серопревалентность антилейшманиозных антител в крови 1575 бездомных и домашних собак, а также 77 диких псовых, 38 лисиц и 39 шакалов из Тбилиси, Кутаиси и его окрестностей с помощью экспресс-теста Kalazar DetectTM rK39. диагностический тест.Процент серопозитивных домашних собак колебался от 21,5 % до 28,1 % в разных районах Тбилиси, а процент бездомных собак составлял 16,1 %. В Кутаиси 17,3 % домашних собак и 8 % бездомных собак были серопозитивными. Из проверенных диких животных только 2 (2,6%), одна лиса и один шакал, были серопозитивными. Это подтверждает более ранние выводы. В 1965 г. было обследовано 19 лисиц из окрестностей села Шаумяны Марнеульского района, у двух из которых были обнаружены амастиготы в печени и селезенке [49].В 1980 г. вблизи д. Шаумяны были пойманы четыре шакала, у одного из которых в селезенке и печени были обнаружены амастиготы [50].

Векторы

В Грузии сезон москитов начинается в начале июня, достигает пика в июле и августе и сходит на нет в начале сентября. Фауна москитов наиболее разнообразна на востоке страны, в районе Тбилиси и еще восточнее, где выявлено 11 различных видов москитов [51]. P. kandelakii и ‘ P. chinensis ‘ считались переносчиками паразитарных агентов, вызывающих ВЛ. Однако, согласно текущей таксономии и номенклатуре, P. chinensis является видом, обитающим только в Китае, а кавказский P. chinensis состоит из трех отдельных видов: P. balcanicus , P. halepensis и . P. brevis , из которых первые два встречаются в Грузии [26, 29]. Кроме того, П.ignoreu s, P. tobbi и P. transcaucasicus также могут быть вовлечены в передачу ВЛ. В Грузии верхняя граница распространения P. kandelakii составляет 1240 м над уровнем моря [52].

С 2006 по 2008 год Гиоргобиани и др. [5] собрал 1266 самцов и 1179 самок москитов, которые относятся к пяти видам флеботоминов. У двенадцати (1,8%) из 659 исследованных самок москитов в пищеварительном тракте были обнаружены паразитарные жгутиконосцы: 10/535(1.9%) были P. kandelakii ; 2/40 (5,0%) P. balcanicus . Три штамма L. infantum , выделенные от самок P. kandelakii (2) и P. balcanicus (1), были генетически очень похожи (99,8–99,9%) на штаммы L. infantum , выделенные из случаев ВЛ человека и собак из одного и того же очага, показывая, что самки москитов видов P. kandelakii и P. balcanicus являются переносчиками ВЛ, вызванной L.infantum в окрестностях Тбилиси. Для самок P. kandelakii анализ крови показал, что они предпочитают питаться собаками (76 %), но также питаются людьми, что подтверждает их роль переносчика.

В 1961 г. Маруашвили [53] сообщил, что видовой состав флеботоминовых москитов, показатели зараженности москитов жгутиковыми паразитами, предположительно лейшманиозными паразитами, предположительно вида L. infantum , и предполагаемые переносчики человеческие ВЛ были разными по обе стороны реки Мтквари, протекающей через Тбилиси.Недавно это подтвердили Babuadze et al. [8]. Последнее исследование также показало, что в Тбилиси и Кутаиси наблюдаются совершенно разные популяции москитов. Из пяти видов флеботоминов, пойманных в Тбилиси, 43 % из 516 самок москитов были P. sergenti , ни одна из которых не была заражена, и 45 % составляли P. kandelakii , из которых 5,5 % были инфицированы. P. balcanicus (53,5 %) и P. halepensis (45,8 %), которые были двумя наименее распространенными видами в Тбилиси, были наиболее многочисленны в Кутаиси, а жгутиконосцы, предположительно паразиты лейшманиоза, были обнаружены у одной самки каждого разновидность.

Средняя Азия

Казахстан

Распределение

В Казахстане ВЛ эндемичен для Кызылординской (ныне Кызыл-Ординской), Джамбулской (ныне Таразской) и Чимкентской (ныне Шымкентской) областей. В последних двух регионах большинство случаев ВЛ среди людей произошло в городах. В Кызылординской области заболеваемость среди жителей малых сельских поселений преобладала. Посёлок Кармакчи на 45°35’ северной широты в Кызылординской области отмечает самую северную границу распространения ВЛ в ​​Восточном полушарии.Большинство случаев произошло в январе, феврале и марте [54]. С 1927 по 1963 г. зарегистрировано 330 случаев ВЛ у людей: 240 из Кзылорды; 63 из Чимкента; 18 из Джамбула; 8 завозных случаев зарегистрировано в Алма-Ате и один в Семипалатинске [55]. С 1963 по 1972 г. зарегистрировано 344 случая ВЛ: 313 из Кызылорды; 29 из Джамбула; и два из Чимкента [55, 56]. Последний случай ВЛ был зарегистрирован в 1976 г. в городе Джамбул. В 1975–1976 гг. в г. Кызылорда и его окрестностях, а также в г. Джамбул и Чимкент были проведены серологические обследования с использованием ИФАТ.Из 599 здоровых лиц Кызылординской области, из которых 295 проживали в населенных пунктах, где в течение предшествующих десяти лет регистрировались случаи ВЛ у людей, 16 (5,4 %) были серопозитивными. Из 483 здоровых лиц г. Джамбул, из которых 241 проживали в населенных пунктах, где в течение предшествующих десяти лет регистрировались случаи ВЛ у людей, 19 (7,8 %) были серопозитивными. Среди лиц, проживающих далеко от мест регистрации случаев ВЛ, процент серопозитивных составил 0,9% в Кызылординской области и 2.8 % в Джамбулской области [57]. В Кызылординской области места, где встречались случаи ВЛ у людей, были связаны с природными очагами, где дикие животные, т.е. э., лисицы и шакалы, являются источниками возбудителей ВЛ человека. Для таких очагов характерны 5–8-летние циклические нарастания и снижения заболеваемости [58]. В Джамбуле и Чимкенте резервуарными хозяевами ВЛ человека служат домашние собаки. Там число случаев в год существенно не менялось и резко снижалось после применения противолейшманиозных мероприятий, т.е.э., уничтожение зараженных собак и опрыскивание инсектицидами в подворьях, где были зарегистрированы случаи ВЛ у людей, а также в соседних подворьях [56]. С 1992 по 2006 г. заболеваемость ВЛ поддерживалась на низком уровне 0–3 случая в год. В период с 2007 по 2009 год о новых случаях не сообщалось [9].

Клинические аспекты

В большинстве случаев это были маленькие дети. В Кызылординской области 96 % заболевших составляют дети до трех лет, из них 63 % — до года [54, 59].Из 32 случаев ВЛ, произошедших в городе Джамбул, 15 (47 %) были у детей в возрасте до трех лет, 12 (37 %) — от трех до шести лет и 5 (16 %) — от шести до восьми лет. 60]. Инкубационный период значительно варьировал. У одного ребенка заболевание развилось после инкубационного периода 15–20 дней, однако в среднем инкубационный период составлял около трех с половиной месяцев. У детей раннего возраста заболевание протекает остро с умеренным увеличением печени и селезенки, что часто затрудняет диагностику.У детей в возрасте от 2 до 5 лет печень значительно больше увеличена, чем селезенка [54]. Чаще всего пациенты поступают в медицинские учреждения через 2–4 месяца после начала заболевания, которое часто протекает с осложнениями и приводит к летальному исходу, если терапия, ведущая к излечению, не достигается в короткие сроки [59]. В острых случаях ВЛ лейшманиальные паразиты обнаруживались в аспиратах костного мозга, а также в периферической крови [54].

Возбудитель

Штамм MHOM/KZ/1975/Джа*, (KZ означает Казахстан, страна его происхождения, которая ранее в научных статьях, опубликованных до 1991 г., называлась SU для Советского Союза), выделенный в г. Джамбуле от больного с VL, был идентифицирован как L.infantum по MLEE [16, 17]. Этот штамм был успешно культивирован и хорошо рос в среде NNN в течение более 10 лет и поддерживался путем пассирования его через сирийских хомяков.

Резервуары

инфицированных собак, как указано выше в разделе о распространении, где лейшманиозы были обнаружены у 5 (5 %) из 100 исследованных бессимптомных собак [54]. Всего в Джамбулской и Чимкентской областях было выявлено инфицированных 6–7 % собак [55].В Кызылординской области лейшманиальные паразиты обнаружены во внутренних органах лисиц и шакалов [59], а также кошки и барсука [61].

Векторов. P. longiductus и P. smirnovi являются доказанными переносчиками ВЛ в ​​Казахстане [23]. Это подтверждено экспериментально путем передачи возбудителя ВЛ хомякам при укусах инфицированных москитов этих видов [21, 62] и экологическими наблюдениями в полевых условиях [22, 63].Оба вида обитают вокруг человеческого жилья, и оба вида активно питаются человеческой кровью. P. smirnovi преимущественно экзофилен, но притягивается в дома светом [64, 65]. P. longiductus является эндофильным [66].

Кыргызстан

Распределение

Информация о ВЛ человека в Кыргызстане очень ограничена. С 1939 по 1950 г. зарегистрирован 191 случай ВЛ в ​​основном с юга страны в г. Ош и его окрестностях.Инфантильные случаи ВЛ регистрировались также в г. Фрунзе (ныне Бишкек) и его окрестностях [67]. С 1950 по 1968 г. было зарегистрировано 166 случаев в диапазоне от 1–2 до 8–22 случаев в год с пиком в 22 случая в 1953 г. С 1968 г. случаев не зарегистрировано [9].

Клинические аспекты

Информация отсутствует.

Возбудитель

Паразит, вызывающий ВЛ в ​​Кыргызстане, не выделен и, следовательно, не охарактеризован и не идентифицирован.

Резервуары

Одна собака с клиническими признаками ВЛ собак обнаружена в г. Ош [67].

Векторы

В 1960-х годах P. longiductus (ранее считавшийся P. chinensis, см. выше) и P. caucasicus были инкриминированы как предполагаемые переносчики ВЛ человека в Кыргызстане [68, 69]. Однако данные, собранные в других очагах ВЛ человека на территории бывшего СССР, не подтвердили роль P.caucasicus как переносчик VL.

Таджикистан

Распределение

ВЛ человека зарегистрирован в городах Душанбе, Ленинабад (ныне Худжанд) и Ура-Тюбе. С 1929 по 1935 г. в районе Ура-Тюбе было зарегистрировано шесть случаев. С 1933 по 1934 г. в поселке Вахшстрой зарегистрировано более 30 взрослых и детских случаев [70]. С 1946 по 1958 годы было зарегистрировано 33 случая, 23 из которых были гражданами Душанбе.Остальные были из окрестных сельских районов. В период с 1970 по 1979 г. было зарегистрировано четыре случая ВЛ [56]. В 2002 и 2003 годах семь таджикских больных ВЛ из Айнинской и Пенджикентской областей были обследованы и пролечены в больнице НИИ медицинской паразитологии им. Исаева в Самарканде [6]. Всего с 1994 по 2008 г. было зарегистрировано 194 случая, от 4 до 19 случаев в год [9]. В 2009 г. было зарегистрировано 50 случаев ВЛ, в основном в Пенджикентской области. Однако неясно, представляют ли они местные инфекции или завозные случаи ВЛ из соседних стран [71].

Клинические аспекты

Очень ограниченная информация указывает на то, что в большинстве случаев речь идет о маленьких детях. В Медицинском институте имени Исаева лечился 6-месячный слабый мужчина с бледной кожей, отсутствием аппетита, анемией, гепато-спленомегалией, снижением количества эозинофилов и лейкоцитов в анализе крови, ускоренной скоростью оседания эритроцитов (УСЭ). Паразитология, Самарканд, с 2 мл Глюкантима в день в течение 12 дней после микроскопического подтверждения случая ВЛ и последующей выписки из больницы в удовлетворительном состоянии (неопубликованные данные), демонстрируя ту же ситуацию, что и в классических случаях ВЛ, описанных для Средиземноморский регион.

Возбудитель

Алам и др. [6] недавно идентифицировал паразита, вызывающего ВЛ человека в Таджикистане, в то время как паразита, вызывающего инфантильную ВЛ человека, в Узбекистане. Они обнаружили, что паразиты, выделенные от двух случаев младенческой ВЛ, заразившихся в 2006 г. в Пенджикентской области Таджикистана, граничащей с Узбекистаном, были штаммами L. infantum и очень похожи на те, которые вызвали случаи ВЛ в ​​Узбекистане.Это было сделано путем выделения и амплификации ДНК методом ПЦР и применения ПЦР-секвенирования рибосомного участка ITS1 [72], а также методом MLMT с использованием 14 микросателлитных маркеров, специфичных и полиморфных для штаммов комплекса « L. donovani » [73]. , 74]. В этом случае ДНК выделяли из амастигот в препаратах аспиратов костного мозга, окрашенных красителем Гимзы для микроскопии.

Резервуары

Векторы

Петрищева (1936) [76] и Перфильев (1966) [77] добавили к фауне москитов Таджикистана виды P. major и P. chinensis , два вида, которые могут служить переносчиками ВЛ. Однако, согласно более поздней таксономической ревизии подрода Phlebotomus ( Adlerius ) Артемьева [26], P. major существует только в Индии, а P.chinensis только в Китае. В 1995 г. Волкова [78] изучала фауну москитов в Таджикистане и обнаружила три вида подрода Adlerius : P. longiductus , P. turanicus и P. angustus , ранее считавшихся . P. chinensis и два вида подрода Laroussius : P. kandelakii и P. keshishiani , которые ранее считались P. major .

Туркменистан

Распределение

В начале 20 века ВЛ не был явным и широко распространенным заболеванием в Туркменистане.Один случай ВЛ у человека был зарегистрирован в Чарджоу (ныне Туркменабад) в 1911 г. [79], второй — в Ашхабаде (ныне Ашхабад) — в 1913 г. [1], третий — в Тагтабазаре в 1928 г. [2] и еще 193 — в период с 1934 по 1943 г. 80]. Случаи ВЛ среди людей поступали в основном из городов Чарджоу, Ашхабад и Мары, небольших городов и прилегающих сельских районов в долинах Мургаба и Амударьи и на предгорных равнинах Копетдага. Заболеваемость значительно увеличилась до 136 случаев за более короткий период между 1960 и 1966 годами.За 15 лет с 1966 по 1981 год в Туркменистане не было зарегистрировано ни одного случая ВЛ среди людей [81]. Стали появляться новые, и за три года с 1981 по 1983 г. было зарегистрировано 54 случая ВЛ у человека [82], а за весь период с 1981 по 1987 г. всего было зарегистрировано 79 случаев [9]. Подавляющее большинство этих случаев произошло в районе Мары на юго-востоке Туркменистана [82, 83]. Сероэпидемиологическое обследование, проведенное в юго-восточном Туркменистане с использованием IFAT, выявило 1,6 % серопозитивных среди 681 проверенного здорового человека, в том числе 517 детей и 164 взрослых [84].В 1988 г. Лесникова [85] обследовала 130 здоровых детей в возрасте до 10 лет, проживающих в двух населенных пунктах на юго-востоке Туркменистана, где риск заражения был высоким. Из 23 детей в возрасте до трех лет 11 заразились ВЛ в ​​период с 1982 по 1987 год. Сероэпидемиологические исследования, опять же с использованием IFAT, выявили 24,0 % серопозитивных результатов среди детей в возрасте до трех лет в одном селе и 60,9 % в другая деревня. Обширные исследования ВЛ и КЛ в Туркменистане выявили их распространение, эпидемиологию и эпизоотологию и позволили классифицировать различные очаги в кадастре на основе топографии ландшафта, указывая на риск приобретения ВЛ и КЛ в туркменских очагах [81].Кроме того, Понировским [86] обобщены результаты исследований по эпидемиологии и эпизоотологии ВЛ человека в Туркменистане, подчеркнутая циклическая активизация очагов ВЛ, связанная с гелиогеофизическими факторами.

Клинические аспекты

Болезнь в основном поражает детей до трех лет. Клинические проявления заболевания аналогичны таковым при средиземноморской инфантильной ВЛ [80, 82]. Взрослые очень редко заболевают этой болезнью, и с 1985 г. было зарегистрировано только два взрослых случая, оба из которых не имели специфически нарушенного иммунного статуса до начала заболевания.

Возбудитель

В 1963 г. три штамма были выделены из человеческих случаев ВЛ и выращены на скатах кроличьего кровяного агара NNN. Посев был успешным только при выделении паразитов на ранних стадиях болезни и не позднее двух месяцев. Изолированные паразиты росли медленно в течение первых 15 дней, но позже росли нормально. В культурах тканей промастиготы трансформировались в амастиготы через 24–48 часов. Были предприняты попытки заразить 20 белых мышей, 16 сирийских хомячков, четырех ежей, восемь кошек, трех щенков, шесть лисиц и одного шакала, но удалось заразить только одного щенка.Через три месяца после заражения щенок стал слабым, потерял аппетит и проявил частичную алопецию. В окрашенных мазках печени и селезенки лейшманиальные амастиготы не были обнаружены, однако промастиготы были успешно выращены из изолированной ткани печени, инкубированной в среде NNN с кровяным агаром кролика [80]. Один из трех штаммов, МХОМ/ТМ/63/ВЛ (ТМ означает Туркменистан, который ранее в научных статьях, опубликованных до 1991 г., назывался SU для СССР), был использован для получения лиофилизированного антигена [32, 87], который был успешно используется в IFAT для диагностики ВЛ и в эпидемиологическом обследовании серотипов — [84, 87].В период с 1985 по 1990 г. было выделено двенадцать штаммов: восемь от случаев ВЛ у людей, из которых семь были от детей в возрасте 1–3 лет и один от взрослых; и четыре случая ВЛ у собак [19, 85, 88]. По данным MLEE с использованием восьми ферментов (GPI, PGM, 6PGD, MDH, G6PD, ME, ALAT, ASAT) эти штаммы были очень похожи на эталонный штамм MCAN/TN/1978/LEM78 вида L. infantum . и, в меньшей степени, эталонному штамму MHOM/IN/1980/DD8 вида L.donovani .Штаммы от случаев заболевания человека представляли собой довольно однородную группу. Они включали две разные зимодемы, которые демонстрировали разную электрофоретическую подвижность только для их GPI. Интересно, что пять штаммов, выделенных из случаев ВЛ человека в юго-восточной части Каракумов, принадлежали к одной из этих зимодем, которая отличалась от зимодемы, к которой были выделены два штамма, выделенные из случаев ВЛ человека из западной части Копетдага. область принадлежала. Три собачьих штамма, из которых два были выделены от собак из Копетдага и один от собаки из юго-восточной части Каракумов, характеризовались MLEE и отличались от штаммов, полученных от людей, больных ВЛ электрофоретическим подвижность двух из восьми проверенных ферментов, МДГ и АсАТ, но подвижность их GPI была такой же, как у штаммов человека из Копетдага и эталонных штаммов вида L.infantum и L. donovani . Собака, от которой был выделен четвертый штамм лейшманиоза, MCAN/TM/1990/IOL-5, происходила из юго-восточной части пустыни Каракумы. Его лейшманиальный штамм отличался от таковых у людей и трех других собак соответственно, а также от эталонного штамма MCAN/TN/1978/Lem-78 вида L. infantum по ферментному профилю [85]. Так, штаммы L. infantum , вызвавшие ВЛ человека и собак в Туркменистане, были генетически очень сходны, но не полностью идентичны [19].Означает ли это, что собачья и человеческая ВЛ генетически изолированы, необходимо проверить с использованием большего количества человеческих и собачьих изолятов и современных молекулярных подходов с более высокой дискриминационной способностью. Сирийские хомяки были инфицированы девятью из 12 штаммов, четыре из которых произошли из западного очага на Копетдаге и пять из юго-восточного очага в Каракумах. Шесть случаев ВЛ у людей и три у собак [85, 88]. Хомячкам внутрибрюшинно вводили амастиготы в ткани селезенки, взятые у предыдущей серии хомяков, инфицированных штаммами.В среднем клинические признаки лейшманиоза наблюдались у подопытных хомячков через 70 дней. К ним относятся слабость, потеря аппетита, уменьшение массы тела, взлохмаченный мех и частичная алопеция. На вскрытии видно отсутствие жировой ткани и тургора кишки. Селезенка во всех случаях была увеличена, красноватого цвета, пористая. В целом печень не увеличена. Различий в клиническом проявлении и длительности заболевания, которые могли бы быть связаны с географическим происхождением штаммов в отношении их происхождения либо с западных предгорных равнин Копетдага, либо с юго-восточной части Каракумов, либо с их были выделены от человека или собаки-хозяина.Штамм MCAN/TM/1990/IOL-5, выделенный от собаки и относящийся к отдельной зимодеме, на хомяках не исследовался. Оказалось невозможным культивировать штаммы от больных людей и собак на нормальной кроличьей кровяно-агаровой среде NNN более двух пассажей даже при использовании различных модификаций жидкой фазы среды. Экспериментальное заражение штаммами, выделенными от людей, было успешным только у одной из трех собак и у 12 из 18 хлопчатобумажных крыс ( Sygmadon hispidus ), но не удалось у трех волков, одной лисы, девяти больших песчанок ( Rhombomys opimus ), восемь ливийских джирдов ( Meriones libycus ), 82 белые мыши, 12 белых крыс, 28 натальных многогрудных мышей (Mastomys natalensis ) и три нильских крысы ( Arvicanthus niloticus ) [85].

Резервуары

Якимов [1] был первым, кто описал как человеческую, так и собачью ВЛ на территории, которая тогда называлась Туркестан, и относился к гораздо большей территории, чем территория современного Туркменистана. Он с уверенностью диагностировал ВЛ у семи (7 %) собак из Ашхабада, одной (2,5 %) собаки из Мары и четырех (23,5 %) собак из Кушки (ныне Серхетабад) среди множества собак, которых он обследовал, обнаружив амастиготы в мазках их селезенки. ткани, окрашенные красителем Гимзы.Собаки с ВЛ также были обнаружены значительно позже в Мургабской долине [89]. Лесникова и Сабитов [88] культивировали четыре штамма лейшманиоза, выделенных от инфицированных собак, из которых две собаки происходили с западных предгорных равнин Копетдага и две из юго-восточной части пустыни Каракумы (см. выше). Амастиготы отмечены в мазках тканей внутренних органов одной лисы из юго-восточных Каракумов [85], двух шакалов из Кала-Калы (ныне Махтумкули) [89] и дикобраза ( Hystrix indica ) из места между Кала-Кала Кала и Кызыл-Атрек (ныне Этрек) [90].Дальнейшая идентификация этих паразитов не проводилась. В качестве естественных резервуарных хозяев в юго-восточном Каракумском районе предполагалось, что лисицы [85] концентрируются вокруг населенных пунктов и их популяция в отдельные годы увеличивается. Если это так, то лисы могут быть либо прямым источником заражения людей, либо косвенным источником заражения через собак.

Векторы

В предыдущих публикациях P. chinensis, P.mongolensis и P. caucasicus считались переносчиками лейшманиозных паразитов, вызывающих ВЛ в ​​Туркменистане [91]. В Туркменистане вид P. turanicus, , ранее классифицированный как « P. chinensis », является эндемиком Туранской зоогеографической области [27] и в настоящее время считается там переносчиком ВЛ [88]. P. turanicus встречается в норах грызунов, берлогах и берлогах диких животных и местах проживания человека на лёссово-предгорных равнинах долин и предгорных равнин негостеприимных Каракумов.Самки москитов вида P. turanicus питаются как собаками, так и людьми. Наблюдаются значительные различия в численности видов. Случаи у людей регистрировались в годы, когда индекс численности P. turanicus превышал одну москита на один стандартный лист бумаги в нефтеловушках [85].

Узбекистан

Распределение

Сведения о существовании ВЛ в ​​Узбекистане восходят к началу ХХ века, когда было зарегистрировано 30 случаев заболевания человека в пяти узбекских городах: Ташкенте, Андижане, Бухаре, Самарканде (ныне Самарканд) и Термезе [92].В начале и середине 20 века в Узбекистане из всех республик СССР было зарегистрировано наибольшее количество случаев ВЛ среди людей. В период с 1920 по 1985 г. было зарегистрировано 6112 случаев ВЛ у людей, большинство из которых были в населенных пунктах Зеравшанской и Ферганской долин и крупных городах Узбекистана, в частности, в Коканде, Ташкенте и Самарканде [93]. В Зеравшанской долине с 1935 по 1964 г. было зарегистрировано 1503 случая ВЛ у людей, из них 1064 (70,8 %), большинство из которых произошло в Самарканде [94]. В Ферганской долине случаи ВЛ у людей были из городов Намангана, Андижана и Ферганы и прилегающих к ним районов.В Наманганской области с 1948 по 1953 г. зарегистрировано 113 случаев ВЛ у людей, из них 81 — в г. Намангане [95]. В Андижанской области с 1945 по 1956 г. зарегистрировано 142 случая ВЛ, из них 46 в г. Андижане и 96 в сопредельных районах [96]. Широкомасштабные меры по выявлению и удалению зараженных собак, начатые в Ташкенте в 1926 г. Ходукиным и его коллегами и в Самарканде в 1932 г. Исаевым и его коллегами, наряду с распылением инсектицидов против комаров для сдерживания малярии, также снизили численность москитов вокруг города к концу 1960-х гг. снизили заболеваемость ВЛ до единичных спорадических случаев [97, 98].Официальные отчеты узбекских властей зафиксировали только 108 случаев ВЛ в ​​период с 1960 по 1987 год [99].

Ретроспективное обследование населения проведено в Самаркандской, Навоийской, Бухарской, Кашкадарьинской областях и Каракалпакской АССР, ранее являвшихся очень активными очагами ВЛ. С 1985 по 1988 г. при серо-эпидемиологическом обследовании с использованием ИФАТ обследовано 8652 человека. Серопозитивность в среднем была низкой и составляла 0,38 %, что свидетельствует об успешности предпринятых мер контроля [99].В настоящее время основным очагом ВЛ в ​​Узбекистане стал Папский район Наманганской области на востоке Узбекистана [4, 6, 7, 100, 101]. Первый случай в Папском районе был зарегистрирован в 1987 г. [102]. Всего в 9 селах Папского района с 1987 по 2009 г. зарегистрировано 95 случаев ВЛ человека [7]. Напротив, единичные случаи ВЛ у людей были зарегистрированы в Каракалпакской Автономной Республике на западе Узбекистана. В 2007 и 2008 годах в рамках международного проекта INTAS по ВЛ в ​​Узбекистане было исследовано на -эпидемиологическое обследование с использованием ИФА.Из всех протестированных 10% были серопозитивными, включая активные случаи ВЛ на момент тестирования и ранее вылеченные случаи. Антитела к возбудителю ВЛ определялись у 35 (7,7%) из 454 здоровых детей [100]. В другом диагностическом исследовании три образца костного мозга от трех активных случаев ВЛ, девять образцов венозной крови и 222 образца периферической крови были проанализированы с помощью диагностического теста на основе ПЦР для обнаружения ДНК лейшманиоза. Три образца костного мозга были положительными, как и шесть (46.2 %) образцы периферической крови из числа 13 детей, ранее перенесших ВЛ, 10 (37 %), часть венозной и часть периферической крови от 27 детей, госпитализированных по поводу других диагнозов, и 85 (44,7 %) образцов периферической крови из 190 протестированных здоровых людей [101].

Клинические аспекты

Анализ возрастного состава случаев ВЛ у людей показал, что двое из трех были детьми в возрасте до трех лет, а инкубационный период составлял от одного до шести месяцев, но в основном от двух до трех месяцев [103].Мирзоян [103] заметил появление пятен или папул, видимых невооруженным глазом, на нежной коже младенцев и очень маленьких больных ВЛ после укуса зараженной москитом. При микроскопическом исследовании содержимого этих папул в течение одного-двух месяцев после их появления, но не позже, можно было обнаружить лейшманиальные амастиготы. Он назвал это «первичным эффектом», поскольку это было место проникновения и инициации инфекции, а также первичный очаг воспаления. У половины пациентов наблюдался этот «первичный эффект», и через четыре-восемь месяцев амастиготы лейшманиоза можно было обнаружить в окрашенных мазках костного мозга.Заболевшие были госпитализированы после того, как у них наблюдалось повышение температуры. Мирзоян также описал эффективный укороченный режим лечения ВЛ Солусурмином [14, 104]. Kassirsky [105] внес значительный вклад в клиническую диагностику ВЛ, настаивая на использовании стернальной пункции как более безопасной, чем селезеночная, и рекомендовал использовать для пункции грудины специальную иглу с ограничителем. В исследовании, проведенном в 2008 и 2009 годах, большинство случаев ВЛ среди людей в Папском районе, как упоминалось ранее, приходилось на детей в возрасте от одного до трех лет (24, 77.4 %). Один случай (3,3 %) был ребенком в возрасте до одного года, трое (9,7 %) — в возрасте от четырех до семи лет и трое (9,7 %) — старше семи лет [7, 100]. Заболевание протекает с потерей аппетита и массы тела, снижением активности детей, нарастанием анемии и, как следствие этого, изменением цвета кожи и последующей гепатоспленомегалией. Результаты серологического и ПЦР-диагностического обследования здоровых детей Папского района свидетельствовали о возможности невыявленного бессимптомного инфицирования ВЛ [100, 101].

Возбудитель

Многие из более ранних исследований касались вопроса о том, что ВЛ у людей и собак вызывается одним и тем же агентом. Якимову [1] удалось заразить собак инфицированными образцами тканей от случаев ВЛ человека, что было подтверждено другими [10, 106], что привело их к выводу об идентичности возбудителей ВЛ человека и собак. До недавнего времени было невозможно выделить паразитов и культивировать их для характеристики и идентификации.Это было преодолено Аламом и др. [6], которые амплифицируют ДНК, выделенную из амастигот в препаратах аспиратов костного мозга, окрашенных красителем Гимза для микроскопии, а затем применяя ПЦР-секвенирование рибосомного участка ITS1 [72] и MLMT с использованием 14 микросателлитных маркеров, специфичных и полиморфный для штаммов ‘L. donovani комплекс» [73, 74]. Категорически доказано, что один случай ВЛ у взрослого человека и десять случаев у детей в Наманганской области и два в Джизакской области Узбекистана вызваны L.младенец . Эти узбекские штаммы L. infantum были очень похожи на штаммы, вызвавшие два случая ВЛ у людей в 2006 г. в соседней Пенджикентской области Таджикистана, показывая, что они также являются штаммами L. infantum [6].

Десять штаммов паразитов были выделены из аспиратов лимфатических узлов и селезенки, взятых у собак, и три – из аспиратов костного мозга, взятых у людей, больных ВЛ на территории, охватывающей села Чодак, Олтынкан, Гулистан и Чоркесар Наманганской области Республики Казахстан. Папский район, Восточный Узбекистан, при обследовании 2007 и 2008 гг. [6, 7].Они были культивированы и охарактеризованы с помощью MLEE 15 их ферментов [107, 108] сотрудниками Университета Монпелье 1, Национального центра ссылок Leishmania , Laboratoire de Parasitologie-Mycologie, CHU de Montpellier, Монпелье, Франция. Все тринадцать штаммов были идентифицированы как штаммы L. infantum , принадлежащие к зимодеме MON-1, наиболее распространенной зимодеме этого вида. То, что возбудителем ВЛ человека и собак в Узбекистане является L, infantum , было подтверждено секвенированием продуктов амплификации ITS1 десяти штаммов от собак и трех из упомянутых выше случаев ВЛ у людей.С помощью MLMT были созданы микросателлитные профили для восьми из десяти штаммов собак. Они имели одинаковый генотип по MLMT и в этом были идентичны некоторым и очень сходным другим штаммам L. infantum , вызвавшим случаи ВЛ у людей из района исследования и Джизакской области [6, 7]. MLMT показал, что узбекские штаммы представляют собой уникальную и отличную генетическую группу по сравнению со штаммами, принадлежащими к зимодеме MON-1 из других географических мест [7].

Резервуары

Инфицированные собаки являются основным животным резервуаром и источником ВЛ в ​​человеческой популяции.На основании выявления лейшманиозных амастигот в мазках аспиратов селезенки, окрашенных красителем Гимза, у 116 (27,2 %) собак, обследованных в г. (25,2 %) собак Старой Бухары [1, 106]. У большинства инфицированных бездомных собак не было явных клинических признаков болезни. У нескольких породистых домашних собак были обнаружены следующие симптомы: потеря веса, алопеция, отек носа, паралич задних конечностей. Ходукин [12], обследовавший тысячи собак, установил, что конъюнктивит и блефарит глаз являются кардинальными симптомами ВЛ собак и наблюдаются у 95 человек.9 % инфицированных собак. Клинические проявления и патогенез ВЛ собак были подробно изучены позднее Исаевым и Рябцевым [11] и Исаевым [97]. Описаны поражения кожи и другие кожные дефекты у больных собак, обычно на голове в области слизистых оболочек носа и губ, а также на ушах, где были обнаружены амастиготы, служившие источником заражения самок москитов. Однако лейшманиальные паразиты никогда не были обнаружены в периферической крови тысяч исследованных собак, мазки крови которых исследовались под микроскопом.Дикие животные редко изучались в Узбекистане, и ВЛ среди них не обнаружен.

В 2007 и 2008 гг. было проведено исследование ВЛ собак в селах Чодак, Олтынкан, Гулистан и Чоркесар и их окрестностях, расположенных в Наманганской области Папского района [7, 100]. Обследованы собственные собаки из подворий, где за пятилетний период с 2002 по 2007 гг. были зарегистрированы случаи ВЛ у людей, и собаки из подворий в пределах 300 м от них, а также несколько бездомных собак, 162 из которых обследованы и обследованы на ВЛ собак.Образцы крови от них анализировали на наличие ДНК лейшманиоза с помощью диагностического теста на основе ПЦР, а сыворотку, выделенную из образцов крови, анализировали на наличие антител против антигена, полученного из промастигот лейшманиоза, используя ИФА. Аспираты лимфатических узлов и селезенки были взяты у тех, у кого проявлялись клинические признаки и симптомы ВЛ собак, и высеяны в нормальную полутвердую среду с кроличьим кровяным агаром, и было выделено то, что позже оказалось десятью штаммами L. infantum . Сорок две собаки (25.9%) имели клинические признаки, указывающие на ВЛ собак, а 51 (31,5%) были серопозитивными на антитела против лейшманиоза. Из 119 бессимптомных собак 24 (20,2 %) были серопозитивными. Не было обнаружено связи между степенью серопозитивности и возрастом или полом собак или конкретной деревней их проживания, но была обнаружена значимая связь между серопозитивностью и наличием подозрительных клинических признаков и симптомов ВЛ (p < 0,001). ITS1-ПЦР-секвенирование было проведено на образцах крови и тканей 135 собак, 40 (29.6 %), из которых оказались положительными на лейшманиозные инфекции. Четыре лисицы, пойманные на общей территории, которые были осмотрены и обследованы аналогично собакам, не были обнаружены как инфицированные.

Векторов. Предполагаемыми переносчиками ВЛ человека и собак в Узбекистане являются P. longiductus и P. smirnovi , причем первый из них широко распространен в районах расселения людей и природных биотопах Ферганской долины [4]. Предложившие это энтомологи также обнаружили, что 46 % пойманных ими москитов-флеботоминов были P.sergenti , 18,8 % P. papatasi , 15,5 % P. longiductus , 10,3 % P. alexandri и 9,6 % были другими видами. В ходе эпидемиологического обследования детской и собачьей ВЛ человека, проведенного в том же регионе в 2007 и 2008 гг., было поймано около 10 000 москитов, видовой состав которых очень схож с описанным Maroli et al. [109]. Из них P. longiductus считались наиболее вероятными переносчиками L.infantum в этом регионе, так как он был обнаружен как переносчик паразита в других частях Центральной Азии [4, 23]. В Каракалпакии, где недавно были зарегистрированы единичные случаи ВЛ у людей, P. smirnovi , возможно, является переносчиком, где он встречается на тугайных деревьях в поймах рек Сырдарья и Амударья.

Крымский полуостров

Распределение

До 1990 г. на Крымском полуострове было зарегистрировано только четыре подтвержденных случая ВЛ у людей.Эти инфекции были приобретены в окрестностях Феодосии и на побережье между Судаком и Алуштой [110–112]. С 1990 по 2007 г. было зарегистрировано еще семь случаев ВЛ у людей, большинство из которых считались завозными, в основном из Таджикистана и Армении. Еще трое были диагностированы с 2008 по 2009 год, двое из которых закончились летальным исходом. Они зарегистрированы как киевляне и львовяне, побывавшие и заразившиеся либо в Феодосии, либо в ее окрестностях. Один случай коинфекции ВИЧ/ Leishmania был диагностирован в 2009 г. [9].

Клинические аспекты

В трех младенческих случаях ВЛ заболевание было острым с типичными клиническими признаками потери веса, спленомегалии и лихорадки, и в двух случаях оказалось фатальным. Напротив, у трех взрослых пациентов болезнь протекала относительно гладко, но из-за поздней диагностики привела к смерти одного. Подробно описан один случай. Больной, литовец, приобрел ВЛ в ​​августе 1981 г. во время краткосрочной поездки в Восточный Крым.В марте 1982 г., через 6-7 месяцев, почувствовал слабость, кратковременные приступы высокой температуры и потливости. Только в октябре 1983 г. он обратился за медицинской помощью, был госпитализирован с диагнозом «острый хронический бронхит», и только в январе 1984 г., когда у него сильно увеличились печень, селезенка, паховые и подмышечные лимфатические узлы, была сделана стернальная пункция и большое количество лейшманиальные амастиготы были обнаружены в его мазках костного мозга и аспиратах лимфатических узлов. Его лечили курсом глюкантима и успешно вылечили [111].

Возбудитель

Ткань из пахового лимфатического узла упомянутого выше литовского пациента была инокулирована в срезы кровяного агара кролика NNN, а также введена внутрибрюшинно десяти молодым сирийским хомячкам. Культивирование было успешным, и штамм MHOM/CR/1984/Krim (CR означает Крым, страну его происхождения, которая ранее называлась SU для Советского Союза в научных статьях, опубликованных до 1991 г.), был субпассирован 35 раз, прежде чем крио -сохранился.Однако рост промастигот всегда был довольно умеренным [111]. Штамм был охарактеризован методом MLEE с использованием системы из 11 ферментов и идентифицирован как штамм L. infantum [16]. При анализе молекулярно-биологическими методами штамм MHOM/CR/1984/Krim всегда группировался со штаммами вида L. donovani , но не мог быть отнесен точно к конкретной подгруппе и занимал промежуточное положение между L. donovani. и L. infantum в филогенетических деревьях [74, 113, 114].Согласно анализу MLMT, его микросателлитный профиль наиболее близок к штаммам L. donovani из Индии и Кении, принадлежащим к зимодеме MON-37 и зимодеме, близкой к зимодеме MON-37 [115]. Однако сам штамм MHOM/CR/1984/Krim не принадлежит к зимодеме MON-37 и указан как относящийся к зимодеме MON-73.

Резервуары

Нет сведений об исследованиях возможных животных-резервуаров ВЛ в ​​Крыму.Келлина и др. [111] предположил, что лисицы являются наиболее вероятными резервуарными хозяевами инфекционного агента и источником заражения человека.

Векторы

Животный мир москитов Крыма интенсивно изучался в первой половине ХХ века в связи с появлением там лихорадки москитов. Согласно текущим учетам и номенклатуре, в Крыму обнаружено несколько видов флеботоминов, в том числе P.longiductus , доказанный переносчик ВЛ в ​​других частях его ареала, и P. balcanicus, P. perfiliewi и P. ignorenus , которые считаются предполагаемыми переносчиками ВЛ [27, 116].

Россия

Северный Кавказ

Распределение

Стабильные очаги ВЛ, по-видимому, не существуют ни на одной из территорий России. Однако существуют разные мнения о том, могла ли местная передача паразитов, вызывающих ВЛ человека и собак, возникнуть в таком регионе, как Северный Кавказ.Сравнивая природно-климатические условия, Малхазова и Неронов [117] пришли к выводу, что естественная передача маловероятна. Однако присутствие видов москитов, принадлежащих к подродам phlebotomine Larroussius и Adlerius , которые, как известно, являются переносчиками возбудителей ВЛ, предположительно L. infantum , в других местах, поддерживает такое мнение, если возбудители каким-либо образом будут занесены. В Российской Федерации зарегистрировано только два аутохтонных случая ВЛ у людей: один — у взрослого человека, который всегда жил в Дагестане и никогда не покидал его [118]; другой — ребенок из Краснодара [2].Первый случай был зарегистрирован в 1938 г.; второй — в 1923 г. В течение 20 в. случаи ВЛ у людей, как правило, обследовались и диагностировались в клиниках в местах неэндемичных районов бывшего СССР и регистрировались как происходящие из этих мест. Таким образом, случаи ВЛ у людей, зарегистрированные на протяжении многих лет, были зарегистрированы по их текущему месту жительства, т.е. , Москва, Могилев, Казань, Иркутск, Томск, Ленинград (ныне Санкт-Петербург), хотя фактически были заражены в местах, где ВЛ был эндемичен, e.г. , Ташкент, Коканд, Ашхабад, Чарджой и Крым [112]. Четырнадцать случаев ВЛ, у шести взрослых и восьми детей, диагностированных среди граждан России сотрудниками Института медицинской паразитологии и тропической медицины им. , Греции и Иране.

Клинические аспекты

Не описано.

Возбудитель

Не изолирован.

Резервуары

Не исследовано. Редкость случаев заболевания людей позволила сделать вывод, что источником заражения человека могут быть дикие животные, особенно шакалы и лисы. Заражения ВЛ выявлены у шакалов и лисиц и в других регионах, в том числе приграничных с Россией. Современное расширение ареала шакалов в северной части Главного Кавказского хребта [119] позволяет предположить, что шакалы могли служить резервуаром ВЛ человека и собак.

Векторы

В связи с практическим отсутствием ВЛ на Северном Кавказе его переносчики не изучены и не идентифицированы; однако фауна москитов на Северном Кавказе широко изучалась в 1940-х и 1950-х годах. Исследования проводились в регионах, где были зарегистрированы случаи лихорадки москитов. Гораздо меньше информации о москитах было собрано во второй половине 20-го века, однако информация и результаты, собранные, сопоставленные и опубликованные ранее, были включены в обзоры, опубликованные в период с 1989 по 2011 год [29, 51, 116].Самым северным пунктом распространения москитов на Северном Кавказе оказался город Армавир, расположенный на 45° с. В Краснодарском крае также обнаружены P. balcanicus и P. perfiliewi , предполагаемые переносчики ВЛ человека и собак [120]. В Ставропольском крае обнаружены P. balcanicus и P. tobbi , P. kandelakii, P. balcanicus и P.transcaucasicus в Чечне [121, 122]. В Дагестане распространение москитов приурочено к территории между береговой линией и предгорьями с г. Кизляр [120], включающей P. kandelakii и P. ignorenus , двух предполагаемых переносчиков ВЛ человека и собак.

Организатор собраний CO EGU21

Почвенные коллоиды размером < 220 нм, включая наночастицы (1-100 нм), состоящие в основном из минеральных частиц и органического вещества (ОВ), а также их ассоциаций, постепенно признаются первичными строительными единицами иерархически организованной агрегатной системы почвы.Поскольку эти коллоидные строительные единицы обычно окклюзированы внутри почвенных агрегатов, мы называем их окклюзированными коллоидами. Между тем, большая часть почвенных коллоидов свободна от агрегатной окклюзии и подвижна в почвенной матрице. Эти свободные коллоиды потенциально могут служить переносчиками адсорбированных питательных веществ и загрязняющих веществ, способствуя их перемещению в недрах. Однако различия между свободными и окклюзированными коллоидами остаются неясными.

Здесь из проб почвы пашни с различным содержанием глины были выделены как окклюзированные, так и свободные коллоиды.Окклюдированные коллоиды были освобождены от макроагрегатов почвы (> 250 мкм) с помощью ультразвуковой обработки. Свободные и окклюзированные коллоиды были последовательно охарактеризованы на предмет их элементного состава с разрешением по размеру с использованием масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой фракционирования поток-поле-поток и детектора органического углерода (FFF-ICP-MS/OCD). Кроме того, отобранные образцы также подвергались просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и масс-спектрометрии с ионизацией в поле пиролиза (Py-FIMS).

Как свободные, так и окклюзированные коллоиды в основном состояли из трех фракций размера: фракции первого размера (0.6–60 нм), фракция второго размера (60–170 нм) и фракция третьего размера (>170 нм). В первой размерной фракции преобладали органический углерод и кальций, которые, вероятно, присутствовали в виде связанных с кальцием мостиковых ассоциаций ОВ. Элементный состав фракций второй и третьей крупности был сходным и состоял в основном из органического углерода, Al, Si и Fe, что свидетельствовало о наличии минерально-минеральных или минерально-органических ассоциаций. Однако соотношение органических и неорганических компонентов в фракциях каждого размера варьировало среди коллоидных образцов.TEM-EDX показал, что частицы из свободных коллоидов в основном присутствовали в виде минерально-минеральных ассоциаций, в то время как частицы из окклюзированных коллоидов, как правило, представляли собой минерально-органические ассоциации. Анализ C и N показал более высокое содержание N и более узкое отношение C/N в свободных коллоидах по сравнению с окклюдированными, что свидетельствует о различном составе органического вещества в свободных и окклюдированных коллоидах. Результаты Py-FIMS показали, что алкилароматические соединения, фенолы, мономеры лигнина и липиды были основными классами соединений ОМ как в свободных, так и в окклюдированных коллоидах.Относительное содержание углеводов, амидов, гетероциклического азота и нитрилов было выше в окклюзированных коллоидах, тогда как суберина и свободных жирных кислот было относительно много в свободных коллоидах. Кроме того, термограммы соединений ОВ показали, что окклюдированные коллоиды обладают более высокой долей термоустойчивых фракций соединений ОВ, а доля термоустойчивых фракций соединений ОВ относительно выше в свободных коллоидах. В целом, проливая свет на различия между свободными и окклюзированными коллоидами, мы можем получить представление о формировании почвенных агрегатов.

Получатели субсидий и лауреаты – ICDD

Рентгенограммы оксидов перовскитного типа как перспективных электродов для IT-SOFC
Д-р Кьяра Алиотта
ISMN — Институт изучения наноструктурных материалов Национального исследовательского Совет (CNR)
Италия

Рентгенограммы неорганических соединений
Антипов Евгений Иванович
Московский государственный университет
Россия

Рентгенограммы неорганических соединений
Dr.Юрий Басараба
Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа
Украина

Порошковые модели для керамики, функциональных материалов и полупродуктов
Вячеслав Баумер
Государственный научный институт, Институт монокристаллов НАН Украины
Украина

Рентгеновская дифракция некоторых смешанных тройных перовскитов индий-олово
Профессор Рачед Бен Хассен
ISSBAT, Университет Тунис-Эль-Манар
Тунис

Данные порошковой дифракции активных фармацевтических ингредиентов (АФИ), многокомпонентных производных АФИ, металлических производных АФИ и родственных материалов
Профессор Хосе Мигель Дельгадо
Universidad de Los Andes ULA
Venezula

Органические и координационные соединения
Dr.Артем Дмитриенко
А.Н. Институт элементоорганических соединений имени Несмеянова РАН
Россия

Стандартные данные порошковой дифракции рентгеновских лучей новой микроволновой диэлектрической керамики
Профессор Лян Фан
Технологический университет Гуйлиня
Китайская Народная Республика

XRPD-модели новых интерметаллических соединений
Доктор Роман Гладышевский
Львовский национальный университет им. Ивана Франко
Украина

Новые тройные интерметаллиды редкоземельных металлов
Dr.Александр Грибанов
Московский государственный университет
Россия

Данные XRD соединений на основе Со
Dr. Wei He
Университет Гуанси
Китайская Народная Республика

Рентгенограммы многофункциональных сложных оксидов металлов со структурой, родственной перовскиту
Профессор Сергей Иванов
Институт физической химии им. Карпова
Россия

Эталонные рентгеновские картины технологически важных материалов
Доктор Джеймс Кадук
Poly Crystallography, Inc.
США

Рентгенограммы молибдатов и вольфраматов
Хайкина Елена Владимировна
Байкальский институт природопользования
Россия

Изготовление эталонных образцов порошков известных и новых соединений
Профессор Сергей Кирик
Институт химии
Россия

XRPD Исследования новых полиоксометаллатов, часть II
Профессор Виеслав Ласоха
Ягеллонский университет
Польша

Порошковые рентгеновские дифрактограммы фаз новых сплавов
Профессор Дэги Ли
Университет Байсе
Китайская Народная Республика

Порошковые модели органических фаз с трехмерными координатами атомов
Профессор Шао-Фан Линь
Тяньцзиньский институт рентгеновского анализа
Китайская Народная Республика

Порошковые модели хиральных органических кислот
Ms.Анна Лобова
М.В. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия

Порошковые дифрактограммы неорганических, органических и металлоорганических соединений
Доктор Анна Пузан
Государственный научный институт, Институт монокристаллов НАН Украины
Украина

Рентгенодифракционные данные для новых смешанных оксидных функциональных материалов
Доктор Леонид Василечко
Львовский политехнический национальный университет
Украина

Порошковые модели с оцифрованными данными и трехмерными координатами атомов на органической фазе
Профессор Синкан Яо
Тяньцзиньский институт рентгеновского анализа
Китайская Народная Республика

Рентгенограммы элементоорганических соединений классов замещения имидазолидина
Dr.Игорь Занин
Воронежский государственный университет
Россия

Рентгенограммы цирконолита и германидов/силицидов редкоземельных металлов
Dr. Jiliang Zhang
Университет Донгук
Республика Корея

границ | На пути к зеленой оптоэлектронике: экологически безопасные фотодетекторы на основе коллоидных квантовых точек

Введение

С быстрым развитием науки и техники оптоэлектронные устройства, такие как фотоэлектрические системы (PV), фотодетекторы (PD), светоизлучающие диоды (LED) и лазеры стали неотъемлемой частью современного общества.Среди них ФД, преобразующие световые сигналы в электрические, широко используются в различных промышленных приложениях, включая биомедицинскую визуализацию, оптическую связь, ночное видение, дистанционное зондирование и т.д. Для удовлетворения различных требований в различных приложениях предъявляются высокие требования к разработке высокопроизводительных PD. Таким образом, были предприняты огромные усилия для повышения производительности PD путем синтеза высококачественных материалов, инженерных свойств материалов, функционализации материалов, управляющих интерфейсов и оптимизации архитектуры устройства.

Коллоидные квантовые точки (ККТ) как развивающийся класс материалов для фотодетекторов привлекли пристальное внимание благодаря своим выдающимся свойствам материала, таким как широкий спектр поглощения, высокий коэффициент поглощения, возможность обработки в растворе, низкая стоимость производства и размеры. настраиваемые оптоэлектронные свойства (Cho et al., 2017; Cho et al., 2018a; Cho et al., 2018b; Hao et al., 2020; Hou et al., 2020; Xu et al., 2020). Благодаря этим преимуществам на сегодняшний день фотодетекторы на основе CQD обеспечивают широкополосное фотодетектирование от глубокого ультрафиолетового (DUV) до среднего инфракрасного (MIR) диапазона, сверхвысокую фоточувствительность и обнаружительную способность, долговременную стабильность и быстрое время нарастания и спада.Например, Konstantatos et al. (2012) продемонстрировали фототранзистор на основе гибрида КТ графена и сульфида свинца (PbS), который показал сверхвысокое усиление фотопроводимости ~ 10 ⁸ и обнаружительную способность 7 × 10 ¹³ Джонса. Что касается ФД гетероструктуры, Huo et al. (2017) продемонстрировали нульмерный/двумерный (0D/2D) материальный гетеропереход ФД на основе КТ теллурида ртути (HgTe) и достигли широкополосного фотодетектирования за пределами 2 мкм. Кроме того, Ли и соавт. (2019) сообщили о многослойном частичном разряде путем размещения квантовых точек перовскита цезия-свинца (CsPbBr ₃ ) между двумя органическими слоями.В этой конфигурации устройства гетеропереход между органическими материалами и КТ способствовал подавлению темнового тока и усилению фототока, что приводило к высокой чувствительности ФД. Несмотря на превосходную производительность устройства, присутствие токсичных тяжелых металлов в КТ создает серьезные проблемы для окружающей среды и здоровья, такие как утечка токсичных и опасных элементов в окружающую среду, инциденты на рабочем месте во время производственных процессов и небезопасное использование устройств в помещении.Полная герметизация ПД может быть временной мерой до разработки высокоэффективных ПД, не содержащих токсичных тяжелых металлов. Тем не менее, проблема утилизации по истечении срока службы ПД остается. Поэтому существует острая необходимость в замене КТ из тяжелых металлов нетоксичными и экологически безопасными для приложений ФР. В связи с этим настало время рассмотреть различные нетоксичные и неопасные CQD и их применение для PD.

В этом обзоре мы всесторонне освещаем последние достижения в области различных токсичных и опасных CQD, не содержащих тяжелых металлов, и их приложений для частичного разряда с точки зрения разработки материалов и устройств.Мы начнем с краткого введения в основные свойства CQD, а затем обратимся к рабочему механизму и показателям качества PD. После изучения основ ПД мы представляем токсичные и опасные ККТ, не содержащие тяжелых металлов, и их применение для ПД. Мы сосредоточимся на основных механизмах повышения производительности с точки зрения материальных преимуществ и стратегий, используемых в конструкции устройства. Кроме того, мы обсуждаем структуру 0D/2D-гетероперехода, которая является многообещающей гибридной гетероструктурой для ФД.Помимо CQD, также включены некоторые отчеты, в которых используются самосборные QD, чтобы обеспечить более широкое представление о PD на основе QD. Наконец, мы обрисовываем оставшиеся проблемы, которые необходимо решить, и предлагаем возможные решения для будущих исследований в разделе «Обсуждение».

Коллоидные квантовые точки

Квантовая точка представляет собой расширение концепций квантовой ямы и квантовой проволоки с трехмерным ограничением. Из-за этого ограничения размера КТ обладают сильным эффектом размерного квантования, что приводит к квантованию энергетических уровней, отличных от уровней соответствующих объемных материалов.В объемных полупроводниках непрерывная зона проводимости и валентная зона разделены запрещенной зоной пустых состояний между ними. Напротив, в КТ энергетические состояния дискретны, а ширина запрещенной зоны увеличивается с уменьшением размера КТ (рис. 1), что приводит к зависящим от размера оптоэлектронным свойствам (Kagan et al., 2016). Такой эффект позволяет точно настраивать спектр поглощения КТ, регулируя их размер, форму и химический состав. Кроме того, КТ обладают высоким коэффициентом поглощения света по сравнению с соответствующими объемными материалами из-за разрешенных переходов между дискретными энергетическими состояниями (Guyot-Sionnest, 2008; Zhao and Rosei, 2017).

РИСУНОК 1 . Электронные структуры неорганических полупроводников из объемного материала, КТ различного диаметра.

ККТ, синтезированные с помощью мокрых химических процедур, относятся к полупроводниковым нанокристаллам с типичным диаметром от 2 до 20 нм (Kagan et al., 2016). Мюррей и др. (1993) сообщили об изготовлении ККТ путем введения металлоорганических реагентов в горячий координирующий растворитель, что стало прорывом в химическом синтезе КТ. По сравнению с самособирающимися КТ, ККТ выигрывают от высокой однородности по размеру и низкой стоимости, обеспечиваемой коллоидным синтезом.Кроме того, из-за того, что пленки CQD можно обрабатывать в растворе, их можно изготавливать с помощью многих доступных производственных подходов, включая центрифугирование, ракель, напыление и струйную печать (Kramer et al., 2015; Garcia de Arquer et al., 2017; Сюй и др., 2020). Благодаря этим преимуществам CQD были привлекательными материалами для электроники и оптоэлектроники с возможностью обработки растворов, в частности, для приложений PD. На сегодняшний день наиболее часто используемые экологически чистые ККТ в ФД включают нанокристаллы графена, углерода и кремния (Si).В дополнение к ФД на основе чистых нанокристаллов было продемонстрировано, что стратегии легирования и функционализации ККТ могут еще больше улучшить свойства ККТ, что приведет к повышению производительности устройства. Более того, CQD в сочетании с другими материалами для формирования гетероперехода продемонстрировали выдающиеся характеристики частичного разряда, связанные с улучшенным поглощением света CQD и встроенным потенциалом, способствующим разделению электронно-дырочных пар. Наконец, благодаря высокой совместимости ККТ могут быть объединены со вспомогательными структурами, такими как плазмонные наноструктуры, или изготовлены на гибких подложках, что удовлетворяет растущий спрос на рынке передовой оптоэлектроники.

Рабочий механизм и показатели качества

Классификация ФД

ФД можно разделить на фотопроводники, фотодиоды и фототранзисторы (рис. 2) (Huo and Konstantatos, 2018; Li et al., 2019; Xu et al., 2020 ).

РИСУНОК 2 . Схематические иллюстрации типичных фотопроводников, фотодиодов и фототранзисторов. T, S и D обозначают прозрачный, исток и сток соответственно. Перепечатано с разрешения Chem. мат., 2019, 31, 6359-6379.Copyright 2019 Американское химическое общество.

Фотопроводники

Обычный фотопроводник имеет планарную структуру с двумя электродами и фотоактивным каналом между двумя электродами (Xu et al., 2020). В фотопроводнике фотогенерированные носители заряда разделяются приложенным внешним смещением, а затем собираются на каждом электроде. В такой конфигурации устройства один тип носителей заряда обычно локализован в ловушках или сенсибилизирующих центрах с длительным временем жизни.Между тем, носители другого типа могут рециркулировать через внешнюю цепь до тех пор, пока они не рекомбинируют со своим противоположным носителем, что приводит к усилению фотопроводимости. Этот механизм усиления приводит к чрезвычайно высокой внешней квантовой эффективности (EQE) и чувствительности по сравнению с фотодиодом.

Фотодиоды

В фотодиоде фотогенерированные электроны и дырки разделяются встроенным потенциалом, формируемым посредством p–n-перехода или перехода Шоттки, а затем переносятся на противоположные электроды.В некоторых случаях большое внешнее смещение применяется для запуска эффектов лавины или умножения носителей, что приводит к генерации нескольких носителей, возбуждаемых одним фотоном, и повышает квантовую эффективность. Скорость отклика устройства зависит от времени прохождения носителей заряда, определяемого как: ttransit=L2/µVbi, где L , µ и V _bi обозначают длину канала, подвижность носителей и встроенную -в потенциале соответственно.

Фототранзисторы

Для минимизации шумов в фотоотклике был изобретен особый тип фотопроводников, а именно фототранзисторы.По сравнению с обычными фотопроводниками фототранзисторы имеют дополнительный вывод затвора, изолированный от материала канала тонким диэлектрическим слоем. Напряжение затвора применяется для модуляции проводимости канала и подавления темнового тока. В этой структуре устройства устройство демонстрирует высокую чувствительность, поскольку одновременно могут быть достигнуты большой коэффициент усиления фотопроводимости и низкий уровень шума.

фигур замерзания

Фотореспонзивность

Фотопричитавательность (R) является соотношением фототока ( I _{pH 2) к оптической мощности ( p в ), определенном как уравнение.1 в блоке AW ^-1 .}

Внешняя квантовая эффективность

EQE представляет собой отношение количества фотогенерированных носителей ( N _C ) к количеству падающих фотонов ( N _I ) и может быть выражено в виде уравнения. 2, где e — заряд электрона, λ — длина волны освещения, h — постоянная Планка, c — скорость света.

При падающем свете ФД поглощает только часть фотонов в зависимости от эффективности поглощения света ( η _A ), а количество поглощенных фотонов можно определить как NA=NIηA.Точно так же внутренняя квантовая эффективность (IQE) представляет собой отношение количества фотогенерированных носителей к количеству поглощенных фотонов и определяется как уравнение. 3:

Время отклика

Время отклика включает время нарастания ( τ _r ) и время спада ( τ _f ), которые определяются как временной интервал для нарастания и спада фототока от от 10 до 90% и от 90 до 10% соответственно.

Усиление фотопроводимости

Усиление фотопроводимости (G) описывает способность генерировать несколько носителей заряда одним падающим фотоном.В то время как один тип носителя (например, дырка) захвачен со временем жизни τ _жизни , другой тип носителя (например, электрон) дрейфует во внешней цепи со временем прохождения τ _{время прохождения} . Если τ _{срок службы} длиннее, чем τ _{транзит} , электроны могут циркулировать в канале много раз, что приводит к усилению фотопроводимости, которое задается уравнением 4, где L , μ и V _DS обозначают длину канала, подвижность носителей и напряжение смещения соответственно.

Эквивалентная мощность шума

Эквивалентная мощность шума (NEP) представляет собой минимальную обнаруживаемую оптическую мощность PD, при которой отношение сигнал/шум (SNR) равно 1 (или 0 дБ). Это дается как уравнение. 5 в единицах Вт Гц ^−1/2 , где i _N — шумовой ток.

Детективность

Детективность (D ^* ), которая используется для оценки чувствительности PD, является очень важным показателем качества. Это дается как уравнение.6, где A — активная площадь устройства, а B — электрическая полоса пропускания. Единицей D ^* является Джонс или см Гц ^1/2 Вт ⁻¹ , а обнаружение позволяет сравнивать частичные разряды с различной геометрией и площадью (Long et al., 2018).

Квантовые точки без тяжелых металлов для применения в фотодетекторах

Углеродные и графеновые квантовые точки

Графеновые КТ (GQD) и углеродные КТ вызвали огромный интерес как перспективные кандидаты для применения в фотодетекторах из-за их нетоксичности, биосовместимости и превосходных электрических, оптических характеристик. и физико-химические свойства, такие как регулируемая ширина запрещенной зоны, высокая поглощающая способность, нетоксичность, высокая стабильность и экономичность (Sun et al., 2006; Пан и др., 2010; Чжан и др., 2015 г.; Таджик и др., 2020; Гош и др., 2021). Как правило, GQD имеют слоистую структуру и обладают сильным эффектом квантового ограничения с размерами до 100 нм. Напротив, углеродные КТ имеют сферическую форму диаметром до 10 нм. Кроме того, GQD являются производными графена/графита и других графитовых материалов, тогда как углеродные QD обычно производятся восходящими процессами (Pan et al., 2010). Как углеродные КТ, так и GQD имеют большую ширину запрещенной зоны с возможностью настройки ширины запрещенной зоны, и поэтому фотодетекторы на основе углеродных КТ и GQD обычно применяются для обнаружения света в ближнем ультрафиолетовом диапазоне (Hai et al., 2018; Цзя и др., 2020 г.; Ван и др., 2020).

Обычные графеновые квантовые точки и углеродные квантовые точки

Zhang et al. (2015) продемонстрировали DUV PD, обнаруживающий короткую длину волны 254 нм, на основе обработанных раствором GQD с большой шириной запрещенной зоны. Как показано на рисунке 3А, авторы использовали асимметричную структуру электродов (Au и Ag) в частичном разряде для повышения чувствительности устройства. Диаграмма энергетических зон (рис. 3B–D) иллюстрирует механизм транспорта носителей заряда в каждой конфигурации устройства: i) симметричная структура Au-электродов; ii) симметричная структура Ag-электродов; и iii) асимметричная структура электродов из золота и серебра.Как показано на рисунках 3B-D, барьер для транспортировки носителя неизбежно существовал в устройствах с симметричными электродами. Напротив, асимметричные электроды формировали благоприятное выравнивание энергетических зон с GQD, что позволяло как фотогенерированным электронам, так и дыркам свободно дрейфовать к электродам. Это привело к снижению рекомбинации и эффективному транспорту электронов и дырок к электродам. В результате автор продемонстрировал лучшие характеристики частичного разряда с асимметричными электродами по сравнению с симметричными электродами.

РИСУНОК 3 . (A) Схема ФР на основе GQD с асимметричными электродами. (B–D) Схематическая диаграмма энергетической зоны ФД на основе GQD с электродами (B) Au/Au, (C) Ag/Ag и (D) Ag/Au соответственно. (E) Схема энергетической схемы и механизма транспортировки носителя ГКТ/МАПбИ ₃ ПД. СЭМ-изображения пленки (F) MAPbI ₃ и пленки (G) GQD/MAPbI ₃ . (H) Структура, СЭМ-изображение и процедура изготовления устройства. ВАХ (I) гибридных, (J) микропирамидных Si и (K) планарных Si PD в темноте и при падающем свете с длиной волны 532 нм с разной мощностью. (A–D) Перепечатано с разрешения ACS Nano, 2015, 9, 1561–1570. Copyright 2015 Американское химическое общество. (E–G) Перепечатано с разрешения ACS Appl. Электрон. мат., 2020, 2, 230-237. Copyright 2020 Американское химическое общество. (H–K) Перепечатано с разрешения ACS Nano, 2017, 11, 4564-4570. Copyright 2017 Американское химическое общество.

Фотодетекторы с гибридной структурой также были введены для улучшения характеристик устройства при обнаружении УФ-излучения. Гош и др. (2016) использовали гибридную структуру оксида цинка (ZnO) и GQD или углеродных КТ. В гибридных устройствах ZnO–GQD и ZnO–углеродные КТ электронно-дырочные пары генерируются как в GQD/углеродных КТ, так и в наностержнях ZnO, что приводит к увеличению чувствительности по сравнению с исходными наностержнями ZnO.Устройство показало самую высокую фоточувствительность и обнаружительную способность 6,92 × 10 ⁴ AW ⁻¹ и 1,78 × 10 ¹⁵ Джонса, соответственно, при свете 365 нм и низком смещении 2 В. После этой работы недавно Subramanian et al. др. (2020) сообщили о высокоэффективном PD на основе гибридной структуры GQD и высококачественной гибридной пленки MAPbI ₃ . Добавление GQD облегчило поглощение света устройством, увеличило образование носителей заряда и способствовало переносу заряда за счет образования соединения между GQD и пленкой MAPbI ₃ , как показано на рисунке 3E.Уровень НСМО у GQD выше, чем у пленки MAPbI ₃ , и, таким образом, инжекция электронов из GQD в пленку MAPbI ₃ способствует _. Точно так же уровень ВЗМО пленки MAPbI ₃ ниже, чем у ГКТ, что приводит к увеличению переноса дырок из пленки MAPbI ₃ в ГКТ. Кроме того, работа продемонстрировала, что высококачественная перовскитная пленка может быть сформирована путем пассивации перовскитной пленки с помощью GQD.В результате в пленке присутствовало меньше отверстий и, следовательно, уменьшалась плотность ловушек (рис. 3F, G), что приводило к эффективному переносу носителей заряда. При напряжении смещения -3 В GQD/MAPbI ₃ ФП достиг максимальной обнаружительной способности 6,5 × 10 ¹¹ Джонса, а чувствительность достигла 12 А Вт ^-1 , что в три раза выше, чем у первозданное устройство MAPbI ₃ . Несмотря на то, что стратегия применения GQD доказала свою эффективность в улучшении характеристик устройства, использование MAPbI ₃ , содержащего токсичное вещество Pb, не было бы идеальным для будущей экологически чистой оптоэлектроники.Необходимы дальнейшие работы по замене Pb ²⁺ другими нетоксичными катионами металлов, такими как Cu ²⁺ и Sn ²⁺ .

Для эффективного обнаружения света в естественной среде, где условия менее оптимальны, важно разработать фотодетекторы с высокой чувствительностью и способностью собирать всенаправленный свет. Однако традиционные фотодетекторы часто требуют системы охлаждения для снижения высокого уровня шума при обнаружении слабого света, что ограничивает конструкцию фотодетектора из-за повышенной стоимости и сложности (Tsai et al., 2017). Чтобы решить эти проблемы, Tsai et al. представили другой тип гибридного PD. (2017) со структурой GQD-PEDOT:PSS/Si. В этом гибридном ФД ГКТ отвечала за усиление поглощения света в коротковолновой области и повышение проводимости устройства. Пирамидальная структура в микромасштабе была изготовлена ​​на поверхности Si, как показано на рисунке 3H, для сбора всенаправленных фотонов. Устройство продемонстрировало повышение чувствительности до 0,9 AW ^-1 при больших углах падения (AOI), ± 75°, по сравнению с микропирамидным Si PD, демонстрируя превосходную способность всенаправленного фотодетектирования.Темновой ток гибридного устройства был намного меньше по сравнению с устройствами на микропирамиде и планарном Si (рис. 3I–K). Это указывает на низкий уровень шума в условиях низкой освещенности, что было связано со слоем PEDOT:PSS, который не позволял электронам достигать верхнего электрода. Параметры ФД на рисунке 3 собраны в таблице 1.

Легированные/функционализированные ГКТ и углеродные КТ

Легирование азотом (N) КТ и углеродных КТ улучшает оптические и электрические свойства КТ во многих аспектах, таких как улучшение квантовый выход фотолюминесценции (PLQY), более высокое поглощение в видимой области спектра и эффективный перенос заряда (Nguyen et al., 2018). Благодаря улучшенным свойствам материала GQD, легированные N (N-GQD), и углеродные QD продемонстрировали улучшенные характеристики частичного разряда. Nguyen et al. (2018), как показано на рисунке 4A. Автор сообщил о повышении светочувствительности на 480% по сравнению с нетронутым ML WSe ₂ PD (рис. 4B). Это значительное улучшение было приписано сильному поглощению света N-GQD, переносу заряда от N-GQD к ML WSe ₂ и эффекту фотозатвора фотогенерированными электронами в слое N-GQD, что видно в диапазоне энергий. схема на рисунке 4C.Из-за образовавшегося гетероперехода между N-GQD и ML WSe ₂ фотогенерированные дырки в N-GQD перешли на ML WSe ₂ . Наоборот, поток электронов от N-GQD к ML WSe ₂ предотвращался, что приводило к накоплению электронов и, следовательно, к фотозатворному эффекту. Наивысшая фоточувствительность 2578 AW ^-1 наблюдалась при V _G = -60 В и плотности мощности 1,9 мкВт/см ^-2 . Кроме того, автор продемонстрировал стабильную фоточувствительность в окружающем воздухе с сохранением производительности на уровне 46 % через 30 дней (рис. 4В).В 2019 году Ву и соавт. (2019) сконструировали полностью углеродные УФ-ФД, интегрировав углеродные КТ, легированные азотом, и графен. В этой конфигурации устройства углеродные КТ и графен использовались в качестве светопоглощающего материала и канала устройства, соответственно, эффективно решая проблему, вызванную слабым поглощением света графеном. Автор сообщил о максимальной чувствительности 2,5 × 10 ⁴ AW ^-1 .

РИСУНОК 4 . (A) Схема гибридного ML WSe ₂ /N-GQD PD. (B) Фототок устройств ML WSe ₂ , ML WSe ₂ /N-GQD и через 30 дней в условиях окружающей среды. (C) Диаграмма зон энергий до и после формирования гетероструктуры ML WSe ₂ /N-GQD. (D) Схематическое изображение энергетического уровня гибридного ФД графен/БН-НС/ДАН-ГКТ при световом освещении. (E) Фоточувствительность и обнаружительная способность в зависимости от падающей мощности (длина волны в диапазоне от 254 до 940 нм) для устройства. (A–C) Перепечатано с разрешения ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2018, 10, 10322–10329. Copyright 2018 Американское химическое общество. (D–E) Перепечатано с разрешения Nanoscale, 2016, 8, 19677-19683. Авторские права принадлежат Королевскому химическому обществу, 2016 г.

Подобно стратегии допинга, функционализация GQD также была продемонстрирована Tetsuka et al. (2016). Автор функционализировал GQD диаминонафталином (DAN-GQD) и сообщил о гибридном PD со структурой графен/BN-NS/DAN-GQD, где нанолисты нитрида бора (BN-NS) использовались в качестве буферного слоя.Слой BN-NS применялся для улучшения разделения и транспортировки фотогенерированных носителей через вакансионные состояния, образующиеся в его запрещенной зоне, от слоя DAN-GQD к графену. Как показано на рисунке 4D, вакансионные состояния, сформированные в слое BN-NS, расположены между уровнями LUMO графена и DAN-GQD, что позволяет транспортировать только фотогенерированные электроны из DAN-GQD в слой графена. Напротив, в слое ДАН-ГКТ остались дырки, что привело к подавлению рекомбинации носителей заряда.Устройство показало высокую чувствительность и обнаруживаемость в диапазоне от DUV до ближнего ИК-диапазона, как показано на рисунке 4E. Самые высокие значения достигли 2,3 × 10 ⁶ AW ⁻¹ и 5,5 × 10 ¹³ Джонса в области DUV. Параметры фотодетекторов на рис. 4 собраны в таблице 1.

Структура сердцевина-оболочка

Структура радиального гетероперехода сердцевина-оболочка была разработана для применений частичного разряда, чтобы еще больше увеличить количество носителей заряда за счет минимизации пути перемещения носителей заряда. меньше или близко к длине диффузии неосновных носителей (Mihalache et al., 2017).

Се и др. (2014) продемонстрировали гетеропереход ядро-оболочка, состоящий из массива кремниевых нанопроволок (SiNW) в ядре и углеродных квантовых точек во внешней оболочке для ФД видимого света (рис. 5A). Из-за сильной способности SiNW поглощать свет по сравнению с планарным Si, фотогенерированный PD производил больше фотогенерированных носителей. Экситоны были эффективно диссоциированы и перенесены на электроды, поскольку гетеропереход, образованный между массивами КНН и углеродными КТ, индуцировал встроенный потенциал, который эффективно блокировал обратный поток электронов и минимизировал рекомбинацию носителей за счет удержания электронов в КНН.В результате автор получил высокопроизводительный автономный ФД с большой чувствительностью (353 мВт ^-1 ) и высокой скоростью отклика (время нарастания/спада = 20/40 мкс).

РИСУНОК 5 . (A) Структура устройства с гетеропереходом SiNW-матрица/углеродная КТ. (B) Схема устройства GQD ^PEI /SiNW со структурой ядро-оболочка. Диаграмма энергетических зон устройства ITO/GQD ^PEI /SiNW/Al при обратном смещении (C) в темноте и (D) при освещении. (E) Иллюстрация и диаграмма энергетических уровней ФР с использованием наногибридов Au@GQD. (F) Спектры ФЛ Au@GQD (черная линия) и Au@GQD/графен (синяя линия) в падающем свете 325 нм с увеличенным спектром ФЛ Au@GQD/графен на вставке. (G) Структурная схема и схема гибридной системы передачи энергии InP@ZnS-MoS ₂ . (H) Схематическое изображение фотодетектора QD и репрезентативных характеристик обнаружения. (A) Перепечатано с разрешения ACS Nano 2014, 8, 4015–4022.Copyright 2014 Американское химическое общество. (B–D) Перепечатано с разрешения ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2017, 9, 29234–29247. Copyright 2017 Американское химическое общество. (E–F) Перепечатано с разрешения ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2020, 12, 28550–28560. Copyright 2020 Американское химическое общество. (G) Перепечатано с разрешения ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2020, 12, 31382–31391. Copyright 2020 Американское химическое общество. (H) Перепечатано с разрешения ACS Appl.Электрон. мат., 2021, 3, 1236–1243. Copyright 2021 Американское химическое общество.

Аналогично, Mihalache et al. (2017) сообщили о структуре ядра-оболочки ITO/GQD ^PEI /SiNW/Al, в которой непрерывная пленка GQD ^PEI /ITO действует как двухслойная оболочка, покрывающая ядро ​​SiNW (рис. 5B). Как показано на рисунке 5C, энергетическая зона Si расположена между уровнями LUMO и HOMO GQD ^PEI , и поэтому на границе раздела в структуре ядро-оболочка PD был создан большой барьер.В условиях темноты это уменьшало перенос заряда на электроды, что приводило к подавлению темнового тока. При освещении (рис. 5D) фотогенерированные электроны переносятся на электрод ITO, а дырки перемещаются на задний контакт из алюминия (Al). Это связано с тем, что электроны, захваченные в GQD ^PEI , снижали барьер инжекции дырок, что облегчало перенос дырок. Кроме того, автор заявил о длительном времени жизни электронов и уменьшенной рекомбинации носителей в используемой структуре ядро-оболочка.Кроме того, GQD демонстрировали эффект преобразования фотонов с понижением частоты, поглощая свет в УФ и видимой области и излучая свет с длиной волны 580 нм. Благодаря превосходным характеристикам преобразования фототока SiNW устройство продемонстрировало исключительную производительность, продемонстрировав большое отношение фототока к темновому току (I _ph / I _dark до ~ 0,9 × 10 ² при смещении 4 В). ) и 8150% от значения EQE при обратном смещении 10 В, что было особенно заметным улучшением по сравнению с другими типами гетероструктур, содержащих тяжелые металлы, например, CdTe/SiNW.

Другой тип структуры ядро-оболочка был введен Thakur et al. (2020) с гибридной структурой наночастиц Au в ядре и GQD во внешней оболочке (Au@GQD) с использованием микроплазмы. При освещении светом структура ядра-оболочки Au@GQD поглощала свет, а фотогенерированные дырки переносились в слой графена и в конечном итоге собирались на электродах, что приводило к увеличению фототока по сравнению со структурой только с Au@GQD ( Рисунок 5Е). Автор продемонстрировал это явление посредством тушения фотолюминесценции (ФЛ) устройства Au@GQD/графен, как показано на рисунке 5F.По сравнению с фотодетекторами из графена, графеном, украшенным наночастицами золота, и графеном, украшенным GQD, устройство Au@GQD/графен показало фототок примерно в четыре раза выше, чем у других контрольных групп, что свидетельствует о достоинствах структуры ядро-оболочка в приложениях PD.

В дополнение к конструкции устройства ядро-оболочка были разработаны и использованы для приложений частичного разряда экологически безопасные квантовые точки ядро-оболочка. Ши и др. (2020) предложили гибридный PD, включающий КТ InP/ZnS ядро-оболочка и двухслойный MoS ₂ , как показано на рисунке 5G.Из-за сильного перекрытия в спектре поглощения между КТ ядро-оболочка и MoS ₂ в гибридной 0D/2D системе происходил плазмон-усиленный безызлучательный перенос энергии. Встроенное электрическое поле в асимметричном переходе Шоттки Pt/MoS ₂ еще больше усилило разделение и перенос заряда. Кроме того, авторы применили встречно-штыревые электроды с массивами Pt-рисунка, которые улучшили сбор света за счет антиотражения. В результате изготовленный фототранзистор показал отличные характеристики с чувствительностью 1374 AW ^-1 и сверхбыстрым временем нарастания 25 мкс.Лю и др. (2021) разработали высокочувствительный фотодетектор на основе КТ CuInS ₂ /ZnS ядро-оболочка (рис. 5H). Авторы внедрили КТ CuInS ₂ в ZnS и улучшили оптическую нестабильность чистых КТ CuInS ₂ за счет поверхностной пассивации. Пленка QD была зажата между двумя органическими слоями смеси PCBM: Poly-TPD. При освещении фотогенерированные носители эффективно отделялись и транспортировались к соответствующим электродам из-за благоприятного выравнивания энергетических зон на границе раздела органика/КТ, что в значительной степени способствовало фототоку.Полученный PD показал высокую обнаруживаемость 3,76 × 10 ¹¹ Джонса и EQE 262%, а также быстрое время нарастания и спада <5 мс.

Квантовые точки на основе меди

Медь (Cu) является одним из распространенных в земле материалов и в основном существует в форме соединений в природе. В последние годы для ФД на основе CQD, не содержащих тяжелых металлов, использовались различные КТ на основе меди.

Одним из примеров ККТ на основе меди является сульфид меди-олова (Cu ₂ SnS ₃ ), который представляет собой полупроводник p-типа, состоящий из недорогих и нетоксичных элементов, с высоким коэффициентом поглощения более 10 ⁴ см ⁻¹ .Диас и др. (2017) использовали CQD Cu ₂ SnS ₃ для фотодетектирования в ближнем ИК-диапазоне, как показано на рисунке 6A. Поли(винилпирролидон) (ПВП) использовали в качестве поверхностно-активного вещества для эффективного предотвращения агломерации ККТ. О другом примере CQD на основе Cu сообщили Liu et al. (2019). Автор использовал ККТ на основе оксида меди (Cu ₂ O) для разработки графен/Cu ₂ O QD/Cu PD на основе внутреннего механизма усиления фототока. Под действием встроенного электрического поля фотогенерированные электроны в ККТ Cu ₂ O переносились на медный электрод, а дырки мигрировали к графеновому слою.Соответственно, уровень Ферми графена уменьшался от равновесного, и, следовательно, носители инжектировались с электродов в графеновый слой. Это привело к увеличению плотности носителей, что привело к усилению фототока. Устройство продемонстрировало высокую чувствительность 1,2 × 10 ¹⁰ AW ⁻¹ и способность обнаруживать свет в фемтоваттном масштабе при комнатной температуре. Кроме того, после применения чрезмерного изгиба устройство по-прежнему демонстрировало достойный фотоотклик, демонстрируя свой многообещающий потенциал для гибких ФД.

РИСУНОК 6 . (A) Схема ФД на основе КТ Cu ₂ SnS ₃ . Схематическое изображение (B) гетероперехода CuFeS ₂ QD/ZnO PD и (C) однослойного CuFeS ₂ QD PD. Схематические диаграммы энергетической зоны и переноса заряда (D) гетеропереходного ФД и (E) однослойного ФД. (F) Схема гибридного полевого транзистора. (G) Фоточувствительность и (H) удельная обнаружительная способность устройства в зависимости от длины волны. (A) Перепечатано с разрешения Inorg. хим., 2017, 56, 2198–2203. Copyright 2017 Американское химическое общество. (B–E) Перепечатано с разрешения ACS Omega, 2020, 5, 25947–25953. Copyright 2020 Американское химическое общество. (F–H) Перепечатано с разрешения ACS Appl. Матер. Интерфейсы, 2020, 12, 54927–54935. Copyright 2020 Американское химическое общество.

Медно-железный сульфид (CuFeS ₂ ) CQD является еще одним предпочтительным полупроводником для фотодетекторов из-за его распространенности и регулируемой ширины запрещенной зоны от ∼ 0.от 55 до 1,0 эВ, контролируя размер частиц. Кумар и др. (2020) изготовили ФД на основе двухслойного гетероперехода КТ CuFeS ₂ и слоев ZnO. По сравнению с ФД однослойных КТ CuFeS ₂ эффективное разделение электронно-дырочных пар под действием электрического поля на гетеропереходе значительно уменьшило рекомбинацию носителей заряда (рис. 6Б–Д). В результате обнаружительная способность прибора достигла выше 10 ¹² Джонсов в видимой и ближней ИК областях при смещении 10 В.Точно так же Sugathan et al. (2020) изготовили гибридный ФД на основе КТ CuFeS ₂ и Si с расширенным спектром фотодетектирования от 460 до 2200 нм. Кроме того, устройство продемонстрировало время спада 20 мкс в ближней ИК-области, что быстрее, чем у ФД на основе объемного кремния (обычно от нескольких миллисекунд до секунд).

Селенид меди и индия (CuInSe ₂ ) КТ обладают стабильной фазовой структурой, высоким коэффициентом экстинкции и узкой запрещенной зоной и продемонстрировали большой потенциал для фотодетектирования.Шен и др. (2020) гибридизовали КТ CuInSe ₂ с дисульфидом молибдена ML (MoS ₂ ) и изготовили первый ФД на основе MoS ₂ с широкополосным фотооткликом до 1064 нм (рис. 6F). Благодаря эффекту фотозатвора и благоприятному выравниванию энергетических зон типа II между КТ CuInSe ₂ и MoS ₂ устройство продемонстрировало повышенную чувствительность и обнаружительную способность, которые примерно в 30 и 20 раз выше, чем у нетронутого MoS ₂ . PD соответственно, как показано на рисунках 6G,H.Кроме того, обедненная область, сформированная на границе раздела КТ CuInSe ₂ и MoS ₂ , позволила медленным неосновным носителям (то есть дыркам) выйти из локализованных состояний, улучшив время нарастания с 58 до 0,8 с. Кроме того, Guo et al. (2021) легировали ионы переходного металла марганца (Mn ²⁺ ) в КТ CuInSe ₂ для улучшения низкой чувствительности КТ, вызванной плохим качеством кристаллов и высокой плотностью ловушек, и проверили эффективность этой стратегии в ФД.Оптимизированное устройство продемонстрировало заметное улучшение фотоотклика по сравнению с ФД на основе первичных КТ CuInSe ₂ , например высокую обнаружительную способность 4,2 × 10 ¹² Джонса и быстрый отклик 0,76 мкс. Такие характеристики сравнимы с некоторыми CQD PD на основе Pb, демонстрируя большой потенциал CuInSe ₂ QD как экологически безопасных альтернатив для фотодетектирования в ближнем ИК-диапазоне. Параметры ФД на рис. 6 собраны в таблице 1.

Квантовые точки перовскита

Обратимся теперь к недавно появившимся перовскитным ККТ (ПКТ).ПКТ привлекли огромное внимание во всем мире как многообещающий фотоактивный материал благодаря своим превосходным электрическим и оптоэлектрическим свойствам, таким как длительный срок службы и длина диффузии, превосходные люминесцентные свойства, настраиваемая ширина запрещенной зоны и простая техника обработки (Jellicoe et al., 2016; Kajari- Шредер, 2019). Из-за этого оптоэлектронные устройства на основе перовскитных материалов различной размерности, а именно 3D, 2D и 0D PQD, продемонстрировали выдающиеся характеристики устройств, сравнимые с их аналогами.Например, Доу и др. (2014) впервые продемонстрировали обработанные раствором гибридные перовскитовые ФД с использованием перевернутой конфигурации устройства с высокими характеристиками устройства. Однако PQD и другие перовскитовые материалы содержат тяжелые металлы, Pb и/или Cd, которые очень токсичны для окружающей среды и вызывают рак у человека (Babayigit et al., 2016; Kajari-Schröder, 2019). Поэтому в последние годы были предприняты попытки синтезировать бессвинцовые ПКТ, как показано на рисунках 7A, B (Wang et al., 2016; Tong et al., 2017; Ян и др., 2017; Чжан и др., 2017 г.; Джи и др., 2018 г.; Чжоу и др., 2018 г.; Ке и Канацидис, 2019 г.; Ян и др., 2019 г.; Ма и др., 2020). Однако по сравнению с другими оптоэлектронными устройствами на основе перовскитных материалов ПКТ, не содержащие тяжелых металлов, и их применение в частичных разрядах до сих пор привлекали меньше внимания. Это может быть связано с трудностями синтеза PQD, не содержащими Pb, а также с низкой производительностью устройства по сравнению с 2D/3D перовскитными пленками, не содержащими Pb, из-за низкой кристалличности, значительного захвата носителей заряда и короткого времени жизни носителей заряда. из этих PQD (Bai et al., 2021). Несмотря на этот факт, по-прежнему важно разрабатывать нетоксичные и неопасные фотодетекторы на основе PQD, поскольку они обеспечивают простую настройку ширины запрещенной зоны и, следовательно, хорошую селективность в диапазоне отклика. К настоящему времени достигнуты некоторые успехи в ФД на основе бессвинцовых ПКТ, а также других размерных перовскитовых материалов. Стоит отметить, что, поскольку в последние годы наноструктурированные бессвинцовые ФД на основе перовскита все еще находятся в стадии интенсивной разработки, неколлоидные методы также включены для расширения читательской аудитории и наших взглядов.

РИСУНОК 7 . (A) PL и (B) характеристики поглощения Cs ₃ Sb ₂ X ₉ КТ, где на вставке показаны ПКТ при возбуждении УФ-светом. Фотографии полученного коллоидного Cs ₃ Bi ₂ X ₉ (X = Cl, Cl _0,5 Br _0,5 , Br, Br _0,5 I (C) PL характеристики ННК Sn-перовскита, где на вставке показаны ННК Sn-перовскита через 1, 2 и 8 дней. (D) ФЛ-характеристики тонких пленок перовскита Sn, где на вставке показан образец тонкой пленки перовскита Sn через 5, 15 и 30 мин. (E) Схема перовскита на основе Sn NW PD. (F) Чувствительность и специфическая выявляемость ФЗ. (G) I–t кривая ФД при интенсивности света 1,1 мВт/см ² (напряжение смещения 2 В). (A–B) Перепечатано с разрешения ACS Energy Lett., 2020, 5, 385–394. Copyright 2020 Американское химическое общество. (Г-Г) . Перепечатано с разрешения Nano Lett., 2017, 17, 523–530. Copyright 2017 Американское химическое общество.

Гош и др. (2018) синтезировали ПКТ на основе цезия-олова-йода (Cs ₂ SnI ₆ ) с различной морфологией (нанокубы, наностержни, малые и большие двумерные нанолисты) и изготовили ФД на основе каждой морфологии. Автор сообщил о высоком коэффициенте усиления фототока в фотодетекторах, продемонстрировав 15, 20 и 475 для нанокубов, нанолистов и наностержней соответственно.В частности, ФД с наностержнями продемонстрировал лучшее время фотоотклика, достигнув 1 с как времени нарастания, так и времени спада фототока, тогда как ФД с нанолистом показал самые высокие значения чувствительности и обнаружительной способности, примерно, 130 AW ^-1 и 10 ¹³ Джонс соответственно. Точно так же Гош и соавт. (2020) сообщили о полностью неорганических PQD на основе висмута (Bi) (III) для достижения большей стабильности и меньшей токсичности, что объясняется отсутствием соединения Pb и отсутствием летучей природы катиона метиламмония (Leng et al., 2016; Лу и др., 2018 г.; Нельсон и др., 2018 г.; Тран и др., 2020). Используя стабильные ПКТ в условиях окружающей среды, автор продемонстрировал усиление фототока (I _Photo /I _Dark ) до 53 при приложенном смещении 5 В от ПКТ Cs ₃ Br ₂ I ₉ при световое освещение (симулятор солнца, 0,65 Вт/см ⁻² ). Недавно Бай и др. (2021) впервые сообщили о четверных коллоидных PQD, таких как Cs ₄ MnSb ₂ Cl ₁₂ и Cs ₄ MnBi ₂ Cl _{12 9191 нестабильность ПКТ на основе Sn.Автор сообщил о 96-кратном и 77-кратном увеличении PLQY и времени жизни PL в Cs 4 MnBi 2 Cl 12 PQD, и PD на основе этой PQD продемонстрировал высокую чувствительность, обнаружительную способность и EQE до 860 AW. ^-1 , 4,5 × 10 ¹⁰ Джонса и 2,9 × 10 ⁵ % соответственно при источнике света с длиной волны 365 нм.}

В дополнение к коллоидным PQD, Waleed et al. (2017) синтезировали одномерные перовскитные нанопроволоки (ННК) с использованием химического парового метода для повышения стабильности.Уязвимость перовскитов на основе Sn к влаге и кислороду обусловлена ​​быстрой латеральной диффузией молекул воды и кислорода вдоль границ зерен в перовскитных пленках (Frost et al., 2014; Manser et al., 2016). Перовскиты на основе олова с одномерной структурой эффективно предотвращали боковую диффузию молекул кислорода и воды, демонстрируя высокую стабильность материала и устройства по сравнению с перовскитной пленкой на основе олова, как показано на рисунках 7C,D. PD (рис. 7E) проявлял чувствительность до 0.47 AW ^-1 с удельной обнаружительной способностью 8,80 × 10 ¹⁰ Джонса и временем нарастания и спада фототока 1500 и 400 мс соответственно при периодически переключаемом галогенном свете, как показано на рисунках 7F,G. Параметры фотодетекторов на рисунке 7 собраны в таблице 1.

Эти результаты продемонстрировали многообещающее будущее наноструктурированных перовскитов, не содержащих тяжелых металлов, и их применения для частичного разряда. Однако производительность устройства все еще отстает от других аналогов, таких как ФД на основе КТ PbS и перовскитных пленок на основе Pb.Чтобы создать экологически чистую электронику и оптоэлектронику, необходимы интенсивные исследования ПКТ, не содержащих тяжелых металлов.

Другие типы квантовых точек

Xing et al. (2018) сообщили о фотоэлектрохимическом (PEC) типе ФД на основе КТ Bi. Из-за сильного взаимодействия между КТ Bi и светом было сгенерировано значительное количество электронно-дырочных пар, и, следовательно, устройство генерировало сильный фототок без какого-либо внешнего смещения, демонстрируя отличные характеристики автономности.Кроме того, даже после погружения устройства в щелочные электролиты на 1 месяц без какой-либо защиты фототок все равно оставался 50 % от исходного фототока, что продемонстрировало его долговременную стабильность в жидкости. После этой работы Premkumar et al. (2020) сконструировали ФД на основе трех типов КТ иодида висмута серебра, включая AgBiI ₄ , Ag ₂ BiI ₅ и AgBi ₂ I ₇ (рис. 8A). Олейламин и олеиновая кислота использовались в качестве лигандов для контроля размера кристаллов и минимизации дефектных состояний.Благодаря длительному времени жизни возбужденного состояния в КТ и подходящему выравниванию энергетических зон между КТ и TiO ₂ фотогенерированные электроны переносятся на TiO ₂ с минимальными потерями энергии. ФД на основе AgBi ₂ I ₇ продемонстрировал наилучшие характеристики фотоотклика среди трех изготовленных типов с чувствительностью 0,15 AW ^-1 на длине волны 390 нм.

РИСУНОК 8 . (A) Схема AgBi ₂ I ₇ УФ-ФД на основе КТ и фотографическое изображение тестирования устройства в УФ-свете. (B) Цифровое изображение раствора CQD Ag ₂ Se и соответствующее изображение ПЭМ. (C) Схематическая иллюстрация распределения носителей в КТ Ag ₂ Se. Внутризонная запрещенная зона — это ширина запрещенной зоны для MIR-поглощения. Синие линии представляют возможные оптические переходы. (D) Схематическая структура ФД на основе КТ Ag ₂ Se в мезопористом каркасе TiO ₂ . (E) Лавинное усиление и (F) плотность темнового тока фотодетектора на основе КТ CeO ₂ . (А) . Перепечатано с разрешения ACS Appl. Наноматер., 2020, 3, 9141–9150. Copyright 2020 Американское химическое общество. (B–C) Перепечатано с разрешения ACS Appl. Нано Матер., 2019, 2, 1631-1636. Copyright 2019 Американское химическое общество. (D) Перепечатано с разрешения ACS Appl. Нано Матер., 2020, 3, 12209-12217. Copyright 2020 Американское химическое общество. (E–F) Перепечатано с разрешения ACS Photon., 2020, 7, 1367-1374. Copyright 2020 Американское химическое общество.

MIR-фотодетектирование на основе CQD достигло высокого уровня зрелости с различными соединениями халькогенидов Hg, обозначаемыми как HgX, где X обозначает соединения халькогенидов, например, HgS, HgSe и HgTe. Из-за особенностей поверхности, богатой металлами, избыточные электроны расположены в зоне проводимости в соединениях HgX. Оптические переходы электронов внутри зоны проводимости приводят к сильному поглощению в MIR-спектре. Точно так же CQD Ag ₂ Se, которые обладают очень похожим химическим составом поверхности, богатой металлами, что и соединения HgX, продемонстрировали поглощение MIR и поэтому рассматривались как зеленая альтернатива MIR PD (Martinez et al., 2017; Ку и др., 2018). Ку и др. (2018) интегрировали КТ Ag ₂ Se в транзистор с электролитическим затвором. Однако устройство продемонстрировало очень ограниченные характеристики фотоотклика и стабильность смещения ниже 200 мВ, что может быть вызвано восстановлением Ag ⁺ . Точно так же Хафиз и соавт. (2019) изготовили ФД на основе КТ Ag ₂ Se (рис. 8B) и исследовали влияние обмена лигандами на характеристики фотоответа. Изготовленные КТ Ag ₂ Se имели избыточные электроны, которые располагались на первом энергетическом уровне проводимости (1S _e ).Авторы сообщили, что оптический переход от 1S _e ко второму уровню энергии проводимости (1P _e ) привел к более сильному поглощению MIR (рис. 8C). Согласно измеренному поглощению и спектральному фотоотклику, лигандный обмен КТ с 1,2-этандитиолом (ЭДТ) снижал концентрацию избыточных электронов и пагубно влиял на их способность как поглотителей света. Чтобы улучшить чувствительность, авторы предложили увеличить концентрацию легирования в КТ для обеспечения большего количества электронов в состоянии 1S _e , что привело к более сильному поглощению MIR.В дополнение к фотодетектированию в ближнем ИК-диапазоне, КТ Ag ₂ Se продемонстрировали сбор света в ближнем ИК-диапазоне. Точно так же Graddage et al. (2020) сообщили о первом фотодиоде на основе КТ Ag ₂ Se (рис. 8D) с высокой чувствительностью в диапазоне от 1000 до 1400 нм. Чтобы улучшить реакционную способность предшественника, авторы применили вторичный фосфин и осуществили точный контроль размера КТ. Для изготовления ФД КТ осаждали в мезопористый каркас TiO ₂ для усиления оптического поглощения и разделения носителей заряда.В частности, 2,2′,7,7′-тетракис[N,N-ди(4-метоксифенил)амино]-9,9′-спиробифлуорен (Spiro-OMeTAD) был использован в качестве слоя переноса дырок, поскольку его энергия ВЗМО уровень (-5,0 эВ) хорошо совпадает с валентной полосой КТ Ag ₂ Se (-4,86 эВ), что обеспечивает эффективный сбор носителей. Устройство показало чувствительность 4,17 мАвт ^-1 и высокий коэффициент включения и выключения 490 на длине волны 1200 нм.

Кроме того, ККТ на основе оксида металла использовались в фотодетекторах в качестве слоя, блокирующего дырки (HBL), или светопоглотителя (Kannan et al., 2020; Лин и др., 2020). Каннан и др. (2020) нанесли пленку CeO ₂ QD на пленку аморфного селена (α-Se) в качестве HBL для лавинных фотодиодов (APD). Из-за большой ширины запрещенной зоны КТ CeO ₂ , ∼ 3,77 эВ, слой КТ CeO ₂ эффективно блокировал дырки. В результате автор добился лавинного усиления 42, используя 40 нм CeO ₂ HBL, и самую низкую плотность темнового тока J _D ~ 30 пА/см ² , о которой когда-либо сообщалось (рис. 8E, F). В 2020 году был представлен еще один тип КТ из оксида металла, Ga ₂ O ₃ CQD, чтобы преодолеть низкий фотоотклик фотодетекторов на основе полностью Si в DUV-области.Лин и др. (2020) разработали вертикально сложенный графен/Ga ₂ O ₃ QD/Si фотодиод, где Ga ₂ O ₃ QD использовались в качестве чувствительного слоя DUV. Разделению фотогенерированных электронно-дырочных пар при освещении способствовал гетеропереход Ga ₂ O ₃ QD/Si. Кроме того, графеновый слой значительно увеличил площадь поглощения фотодетектора для сбора большего количества фотонов. В результате устройство показало высокую фоточувствительность при освещении DUV, а самый высокий EQE достиг 80.2% без внешнего смещения, что вдвое больше, чем у полностью кремниевых ФД. Параметры фотодетекторов на рисунке 8 собраны в таблице 1.

Структура 0D/2D с использованием различных экологически безопасных квантовых точек также широко применяется для дальнейшего улучшения характеристик частичного разряда. Например, Si является основным материалом, используемым в коммерческих фотодетекторах из-за его распространенности, нетоксичности и стабильности. Однако применение Si PD в значительной степени ограничено малой и непрямой шириной запрещенной зоны и слабым поглощением света в видимом и ближнем ИК-диапазонах, что приводит к низкому фотоотклику PD на основе Si.В качестве альтернативы для преодоления недостатков объемного Si комбинация КТ Si (SQD) и двумерных материалов была продемонстрирована как эффективная стратегия для будущих высокопроизводительных фотодетекторов на основе Si. Гибридная 0D/2D-структура значительно улучшает светопоглощающую способность и диссоциацию фотогенерированных носителей заряда, что связано со слоем КТ и образованием гетероперехода соответственно (Konstantatos et al., 2012; Hu et al., 2016; Ra et al. al., 2016; Huo et al., 2017; Pak et al., 2018; Qiao et al., 2020). Шин и др. (2015) изготовили первый ФД на основе SiO ₂ (SQD:SiO ₂ ) и графенового гетероперехода с внедренными SQD. Было измерено, что ширина запрещенной зоны ПКТ в матрице SiO ₂ варьируется в диапазоне 1,4–1,8 эВ, что позволяет фотодетектировать более высокий диапазон энергий по сравнению с объемным Si. Изготовленная гетероструктура 0D/2D PD показала высокую обнаружительную способность примерно 10 ⁹ см Гц ^1/2 Вт ^-1 , что примерно в десять раз выше, чем у объемных Si/графеновых диодов Шоттки (An et al., 2013). Кроме того, Ю и соавт. (2016) продемонстрировали гетеропереход ПКТ/графен на кремниевой подложке. Уровень Ферми графена был снижен после соединения с ПКТ из-за переноса электронов от графена к ПКТ, что привело к большему встроенному потенциалу и более широкой области истощения. Таким образом, разделение фотогенерированных носителей эффективно стимулировалось, что приводило к улучшению фотореакции. После этой работы Ni et al. (2017) продемонстрировали широкополосный фототранзистор на основе гетероструктуры SQD, легированных бором (B), и графена (рис. 9A).Согласно исследованию ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (UPS), работа выхода SQD и графена составляет -4,62 и -4,78 эВ соответственно, что указывает на перенос электрона от SQD к графену (рис. 9B). После того, как уровень Ферми ПКТ и графена достиг равновесия, на границе раздела энергетических зон произошел изгиб вверх, что привело к переносу фотогенерированных дырок из ПКТ в графен, как показано на рисунке 9C. При освещении можно использовать два оптических явления, связанных с ПКТ.В области MIR локализованный поверхностный плазмонный резонанс (LSPR) кремниевых КТ, легированных B, индуцировал электрическое поле, которое усиливало поглощение света лежащим под ним графеном. Оптическое поглощение SQD в диапазоне от УФ до NIR приводило к эффекту фотозатвора, что приводило к улучшенному усилению фотопроводимости. В результате изготовленный ФД показал максимальную чувствительность 2,2 × 10 ⁹ и 44,9 AW ^-1 и наибольшую обнаружительную способность порядка 10 ¹³ и 10 ⁵ Джонса в УФ-БИК и МИК освещении. , соответственно, как показано на рисунках 9D, E.Ху и др. (2019) изготовили гетероструктуру с использованием квантовых точек InGaN и двумерного графенового листа. Полученный гибридный PD показал сверхвысокую чувствительность и обнаружительную способность 1,6 × 10 ⁹ AW ^-1 и 5,8 × 10 ¹⁴ Джонса соответственно. Авторы продемонстрировали его высокую чувствительность обнаружения света на фемтоваттном уровне при комнатной температуре без дополнительной обработки сигнала.

РИСУНОК 9 . (A) Схема гибридного PD. Диаграмма энергетических зон графена и КТ Si и схемы переноса заряда в гетероструктуре (B) в темноте и (C) при освещении от УФ до БИК. (D) Чувствительность устройства в зависимости от интенсивности излучения. (E) НЭП и удельная обнаружительная способность прибора в зависимости от длины волны. (F) Схема устройства гетероструктурного ФД. (G) Чувствительность устройства в зависимости от длины волны. (A–E) Перепечатано с разрешения ACS Nano, 2017, 11, 9854–9862. Copyright 2017 Американское химическое общество. (Ф – Г) . Перепечатано с разрешения ACS Appl. Матер.Интерфейсы, 2015, 7, 2452–2458. Copyright 2015 Американское химическое общество.

Как еще один нетоксичный полупроводник группы IV, германий (Ge) имеет много общих характеристик с Si. Кроме того, Ge имеет более узкую запрещенную зону (0,67 эВ), что позволяет проводить фотодетектирование в ИК-диапазоне. Лю и др. (2015) изготовили ИК-ФД, декорировав квантовые точки Ge на восстановленном оксиде графена (RGO), а гетероструктура RGO/ZnO, декорированная QD, показана на рисунке 9F. Авторы добились наиболее эффективного переноса энергии между КТ и ВГО за счет подбора диаметра КТ Ge.Кроме того, барьер Шоттки, образованный между ZnO и RGO, способствовал высокому соотношению включения и выключения (∼10 ³ ) ИК ФД на основе Ge. Темновой ток уменьшался за счет образования энергетического барьера, ограничивающего обратный поток носителей. Кроме того, при освещении ФД падающим светом энергетический барьер практически исчезал, что способствовало переносу заряда с RGO на ZnO при обратном смещении. В результате в устройстве генерировался большой фототок. Гибридный PD показал высокую чувствительность (9.7 AW ^-1 ) и обнаружительной способностью (7,98 × 10 ¹² Джонса) при ИК-подсветке 1400 нм, как показано на Фигуре 9G. Параметры ФД на рис. 9 собраны в табл. 1.

Наконец, обратим внимание на другой тип гетероперехода, использующий новые типы КТ, основанные на двумерных ТДПМ. 2D TMDC вызывают растущий интерес исследователей в области фотодетектирования из-за их превосходных электрических и оптических свойств (Jiang et al., 2017). Для дальнейшего контроля латерального квантового ограничения двумерных наноструктур в последние годы были синтезированы и внедрены в оптоэлектронные приложения TMDC QD (Gopalakrishnan et al., 2015; Джин и др., 2016; Джин и др., 2017). Например, Сингх и др. (2019) сообщили об УФ-ФД на основе гетероперехода WS ₂ КТ/графен в 2019 г. Изготовленный ФД обладал высокой чувствительностью при УФ-фотодетектировании, что было связано с сильным поглощением КТ WS ₂ в УФ-диапазоне. При УФ-освещении в КТ генерировалось большое количество электронно-дырочных пар. Как показано на рисунке 10А, фотогенерированные электроны перемещаются к слою графена, в то время как дырки остаются в КТ WS ₂ .Эти электроны переносились к электроду с высокой скоростью из-за превосходной подвижности электронов графена, что приводило к большому фототоку и быстрому времени отклика. В этой конфигурации устройства КТ WS ₂ действовали как эффективный светособирающий материал, тогда как графеновый слой обеспечивал путь для высокоскоростной транспортировки носителей. При падающем свете с длиной волны 365 нм фотодетектор показал высокую чувствительность и обнаружительную способность 1814 AW ^-1 и 7,47 × 10 ¹² Джонса соответственно, как показано на рисунке 10B.После этой работы Абид и соавт. (2020) разработали гетеропереход восстановленного оксида графена (RGQ) и квантовых точек WS ₂ на ткани электронного текстиля (рис. 10C). По сравнению с графеном легко перерабатываемый RGO предлагает упрощенные процедуры синтеза и, следовательно, изготовление устройств. Устройство не показало значительных изменений после экспериментов по изгибу, скручиванию и растяжению, демонстрируя свою надежную работу в качестве гибкого ФД. Параметры PD на рисунке 10 собраны в таблице 1.

РИСУНОК 10 . (A) Схема диспергированных WS ₂ КТ на графеновом слое. Диаграммы энергетических зон гетероперехода КТ WS ₂ /графен до и после контакта. (B) Чувствительность и обнаружительная способность ФД со спектром поглощения WS ₂ КТ на вставке. (C) Схематическое изображение процедур, связанных с синтезом WS ₂ -QD, декорированных RGO на основе электронного текстиля PD. Изображения (ⅰ) чистой хлопчатобумажной ткани, (ⅱ) хлопчатобумажной ткани, покрытой GO, (ⅲ) железа, используемого для термического восстановления GO, (ⅳ) GO (или RGO) после термического восстановления, (ⅴ) синтезированного раствора WS ₂ КТ и (ⅵ) изготовленного ФД на основе гетероструктуры WS ₂ КТ/RGQ.(a)–(b) Перепечатано с разрешения ACS Appl. Нано Матер., 2019, 2, 3934–3942. Copyright 2019 Американское химическое общество. (c) Перепечатано с разрешения ACS Appl. Матер. Интерфейсы 2020, 12, 39730–39744. Copyright 2020 Американское химическое общество.

Обсуждение

На сегодняшний день производительность ФД на основе ККТ, не содержащих тяжелых металлов, была значительно улучшена за счет разработки материалов и оптимизации конструкции устройства. Тем не менее, большинство устройств все еще находятся на ранних стадиях разработки, и до их вывода из лаборатории на рынок еще далеко.Ожидается, что дальнейшие улучшения решат оставшиеся проблемы и повысят их коммерциализацию в будущем.

Открытой задачей является внедрение фотодетекторов на основе CQD с хорошим фотооткликом в области MIR для приложений ночного видения, аэрокосмической и астрономической визуализации. В настоящее время большинство фотодетекторов на основе CQD имеют ограниченный спектр фотодетектирования ниже 2 мкм, что менее конкурентоспособно по сравнению с КТ HgSe и HgTe, которые могут охватывать световой спектр до 20 мкм (Lhuillier et al., 2013; Keuleyan et al., 2014; Луилье и др., 2016). В этом отношении КТ Ag ₂ Se с малой шириной запрещенной зоны и длиной волны поглощения до 6,5 мкм являются привлекательным материалом для целевых приложений (Sahu et al., 2012). Было предложено точное легирование КТ, чтобы заполнить электроны в состоянии 1S _e , чтобы вызвать внутризонное поглощение между состояниями 1S _e и 1P _e (Hafiz et al., 2019). Эта новая стратегия откроет большие возможности для ИК-частиц, которые выходят за рамки традиционного межзонного поглощения.

Кроме того, долговременная стабильность фотодетекторов CQD при воздействии влажности, колебаний температуры и фотодеградации является важным аспектом их практического применения для обеспечения отличных характеристик в окружающем воздухе. Некоторые КТ, такие как нанокристаллы кремния, обладают внутренними характеристиками стабильности, и поэтому они подходят для приложений с длительным сроком службы. Кроме того, были предложены стратегии увеличения срока службы устройства. Например, пассивация приборов тонкой пленкой оксида алюминия (Al ₂ O ₃ ) является одним из распространенных подходов, который продемонстрировал эффективную пассивацию ФД на основе ККТ PbS и PbSe для повышения их воздушной устойчивости (Ihly et al. др., 2011; Отто и др., 2013; Ху и др., 2016; Литвин и др., 2017). Кроме того, сообщалось, что нанесенная пленка Al ₂ O ₃ привела к дополнительным каналам переноса электронов и, следовательно, к увеличению фототока (So et al., 2015). Хан и др. (2020) внедрили нанокристаллическую пленку ZnO в боковые фотодетекторы и эффективно улучшили скорость отклика и стабильность на основе эффекта захвата градиента. Аналогичные стратегии могут быть применены для повышения стабильности ФД на основе ККТ, не содержащих тяжелых металлов.

Наконец, стоит рассмотреть экономический аспект производства CQD и изготовления устройств для крупномасштабной коммерциализации. Чтобы свести к минимуму стоимость производства материалов и устройств, желательно разработать рентабельные и легко масштабируемые методы с доступом к недорогим производственным мощностям и методам синтеза с низким энергопотреблением (Park et al., 2004; Nightingale et al., 2013; Tian). и др., 2016; Ян и др., 2018). Кроме того, что касается изготовления устройств, необходимо решить особую проблему серьезной потери производительности при изготовлении ФД в атмосферном воздухе.

Заключение

В этом обзоре представлены последние достижения современных ФД на основе токсичных и опасных ККТ, не содержащих тяжелых металлов. Во-первых, были обсуждены основы CQD и PD, чтобы обеспечить всестороннее понимание приложений PD на основе QD. Затем мы обобщили разработку PD с использованием различных CQD, не содержащих тяжелых металлов, в различных аспектах разработки. CQD, не содержащие тяжелых металлов, были привлекательными кандидатами для фотодетектирования из-за их многообещающих оптических и электронных свойств, а также экологичности.Огромный прогресс был достигнут за последнее десятилетие благодаря разработке материалов и адаптации геометрии устройств. Несмотря на значительный прогресс, по-прежнему требуется интенсивная работа для превращения лабораторных идей в практические приложения. Мы считаем, что в этой обзорной статье представлен исчерпывающий обзор приложений CQD и PD, не содержащих тяжелых металлов, и предлагается информация о создании будущей зеленой оптоэлектроники и устойчивого общества.

Вклад авторов

С.М. провел обзор литературы и написал рукопись под руководством YC.

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке Национального фонда естественных наук Китая, номер гранта 52050410331.

Конфликт интересов

рассматриваться как возможный конфликт интересов.

Благодарности

YC выражает признательность Объединенному институту Мичиганского университета и Шанхайского университета Цзяо Тонг за поддержку этой работы.

Ссылки

Абид, П., Сехрават, К.М., и Ислам, С.С. (2020). Квантовые точки WS2 на электронном текстиле в качестве носимого УФ-фотодетектора: насколько хорошо восстановленный оксид графена может служить транспортной средой-носителем? Приложение ACS Матер. Интер. 12, 39730–39744. doi:10.1021/acsami.0c08028

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Бай, Т., Ян, Б., Чен, Дж., Чжэн, Д., Тан, З., Ван, X., и др. (2021). Эффективные люминесцентные галоидные четырехкомпонентные нанокристаллы перовскита с помощью разработки ловушек для высокочувствительных фотодетекторов. Доп. Матер. 33, 2007215. doi:10.1002/adma.202007215

CrossRef Full Text | Google Scholar

Чо, Ю., Жиро, П., Хоу, Б., Ли, Ю.-В., Хонг, Дж., Ли, С., и др. (2017). Модуляция переноса заряда гибкого солнечного элемента с квантовыми точками с использованием пьезоэлектрического эффекта. Доп. Энерг. Матер. 8 (3), 1700809. doi:10.1002/aenm.201700809

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чо Ю., Хоу Б., Лим Дж., Ли С., Пак С., Хонг Дж. и др. (2018а).Балансировка переноса носителей заряда в PN-переходе квантовых точек по направлению к высокоэффективным солнечным элементам без гистерезиса. АСУ Энерг. лат. 3 (4), 1036–1043. doi:10.1021/acsenergylett.8b00130

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Чо Ю., Ли С., Хонг Дж., Пак С., Хоу Б., Ли Ю.-В. и др. (2018б). Устойчивый гибридный сборщик энергии на основе стабильных в воздухе солнечных элементов с квантовыми точками и трибоэлектрического наногенератора. Дж. Матер. хим. А. 6 (26), 12440–12446.doi:10.1039/C8TA03870H

Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Диас С., Кумават К., Бисвас С. и Крупаниди С. Б. (2017). Солвотермический синтез квантовых точек Cu2SnS3 и их применение в фотодетекторах ближнего инфракрасного диапазона. Неорг. хим. 56, 2198–2203. doi:10.1021/acs.inorgchem.6b02832

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Доу Л., Ян Ю., Ю Дж., Хун З., Чанг У.-Х., Ли Г. и др. (2014). Обработанные раствором гибридные перовскитные фотодетекторы с высокой обнаружительной способностью. Нац. коммун. 5, 5404. doi:10.1038/ncomms6404

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Фрост Дж. М., Батлер К. Т., Бривио Ф., Хендон С. Х., ван Шильфгарде М. и Уолш А. (2014). Атомистические истоки высокой производительности гибридных галогенидных перовскитных солнечных элементов. Нано Летт. 14 (5), 2584–2590. doi:10.1021/nl500390f

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Гарсия де Аркер Ф. П., Армин А., Мередит П.и Сарджент, Э. Х. (2017). Полупроводники, обработанные раствором, для фотодетекторов следующего поколения. Нац. Преподобный Матер. 2 (3), 16100. doi:10.1038/natrevmats.2016.100

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гош Д., Капри С. и Бхаттачария С. (2016). Феноменальная ультрафиолетовая фоточувствительность и детектирующая способность графеновых точек, иммобилизованных на наностержнях оксида цинка. Приложение ACS Матер. Интер. 8, 35496–35504. doi:10.1021/acsami.6b13037

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Гош, Д., Саркар К., Деви П., Ким К.-Х. и Кумар П. (2021). Текущие и будущие перспективы углеродных и графеновых квантовых точек: от синтеза до стратегии создания оптоэлектронных и энергетических устройств. Продлить. Поддерживать. Энерг. Rev. 135, 110391. doi:10.1016/j.rser.2020.110391

CrossRef Full Text | Google Scholar

Гош С., Мукхопадхьяй С., Пол С., Прадхан Б. и Де С. К. (2020). Контрольный синтез и легирование устойчивых к окружающей среде бессвинцовых нанокристаллов Cs3Bi2Br9(1-x)I9x (0 ≤ X ≤ 1) перовскита для применения в фотодетекторах. Приложение ACS Нано Матер. 3 (11), 11107–11117. doi:10.1021/acsanm.0c02288

Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Гош С., Пол С. и Де С. К. (2018). Контрольный синтез воздухостабильных наночастиц перовскита Cs2 SnI6 с перестраиваемой морфологией, не содержащей свинца, и их фотодетектирующие свойства. Деталь. Часть. Сист. Характер. 35, 1800199. doi:10.1002/ppsc.201800199

CrossRef Full Text | Google Scholar

Гопалакришнан Д., Дэмиен Д., Ли Б., Gullappalli, H., Pillai, V.K., Ajayan, P.M., et al. (2015). Электрохимический синтез люминесцентных квантовых точек MoS2. Хим. коммун. 51, 6293–6296. doi:10.1039/C4CC09826A

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Graddage, N., Ouyang, J., Lu, J., Chu, T.-Y., Zhang, Y., Li, Z., et al. (2020). Фотодетекторы ближнего инфракрасного диапазона II на основе квантовых точек селенида серебра на мезопористых каркасах TiO2. Приложение ACS Нано Матер. 3, 12209–12217.doi:10.1021/acsanm.0c02686

Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Го Р., Мэн Дж., Линь В., Лю А., Пуллеритс Т., Чжэн К. и др. (2021). Экологически чистые коллоидные квантовые точки CuInSe2, легированные марганцем, для повышения эффективности фотодетектирования в ближнем инфракрасном диапазоне. Хим. англ. J. 403, 126452. doi:10.1016/j.cej.2020.126452

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хафиз С. Б., Шимека М. Р., Чжао П., Паредес И. Дж., Саху А. и Ко Д.-К. (2019).Коллоидные квантовые точки из селенида серебра для средневолнового инфракрасного фотодетектирования. Приложение ACS Нано Матер. 2, 1631–1636. doi:10.1021/acsanm.9b00069

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Хай, X., Фэн, Дж., Чен, X., и Ван, Дж. (2018). Настройка оптических свойств графеновых квантовых точек для биозондирования и биоимиджинга. Дж. Матер. хим. В 6, 3219–3234. doi:10.1039/C8TB00428E

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Хан Т., Xu, Y., Shou, M., Xie, Z., Ying, L., Jiang, C., et al. (2020). Захват градиента уровня энергии на основе различных рабочих функций ZnO, повышающих отклик и стабильность боковых фотодетекторов. Орг. Избрать. 86, 105883. doi:10.1016/j.orgel.2020.105883

CrossRef Full Text | Google Scholar

Хао, К., Тан, X., Ченг, Ю. и Ху, Ю. (2020). Разработка гибких и изогнутых инфракрасных детекторов с коллоидными квантовыми точками HgTe. Инфракрасный физ. Тех. 108, 103344.doi:10.1016/j.infrared.2020.103344

CrossRef Full Text | Google Scholar

Хоу Б., Ким Б. С., Ли Х. К. Х., Чо Ю., Жиро П., Лю М. и др. (2020). Металлические халькогенидные солнечные элементы с квантовыми точками, стимулированные многофотонным поглощением, в условиях окружающего и концентрированного излучения. Доп. Функц. Матер. 30, 2004563. doi:10.1002/adfm.202004563

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Hu, A., Tian, ​​H., Liu, Q., Wang, L., Wang, L., He, X., et al. (2019).Графен на самособирающихся квантовых точках InGaN, позволяющий создавать сверхвысокочувствительные фотодетекторы. Доп. Опц. Матер. 7, 1801792. doi:10.1002/adom.201801792

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ху, К., Донг, Д., Ян, X., Цяо, К., Ян, Д., Дэн, Х., и др. (2016). Синергетический эффект гибридных квантовых точек PbS/2D-WSe2 на высокопроизводительные и широкополосные фототранзисторы. Доп. Функц. Матер. 27, 1603605. doi:10.1002/adfm.201603605

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ихли, Р., Толентино Дж., Лю Ю., Гиббс М. и Лоу М. (2011). Фототермическая стабильность твердых тел с квантовыми точками PbS. ACS Nano 5 (10), 8175–8186. doi:10.1021/nn2033117

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Джеллико, Т. С., Рихтер, Дж. М., Гласс, Х. Ф. Дж., Табачник, М., Брейди, Р., Даттон, С. Э., и др. (2016). Синтез и оптические свойства бессвинцовых нанокристаллов перовскита галогенидов цезия и олова. Дж. Ам. хим. соц. 138 (9), 2941–2944.doi:10.1021/jacs.5b13470

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ji, C., Wang, P., Wu, Z., Sun, Z., Li, L., Zhang, J., et al. (2018). Дюймовый монокристалл бессвинцового органо-неорганического гибридного перовскита для высокопроизводительного фотоприемника. Доп. Функц. Матер. 28, 1705467. doi:10.1002/adfm.201705467

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jia J., Sun Y., Zhang Y., Liu Q., Cao J., Huang G. и др. (2020). Простое и эффективное изготовление углеродных квантовых точек с регулируемой шириной запрещенной зоны, полученных из антрацита, и их фотолюминесцентные свойства. Фронт. хим. 8, 123. doi:10.3389/fchem.2020.00123

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Jiang, L., Zeng, S., Ouyang, Q., Dinh, X.-Q., Coquet, P., Qu, J., et al. (2017). Гибридная плазмонная метаповерхность графен-TMDC-графен для улучшенного биосенсорного анализа: теоретический анализ. Физ. Status Solidi A. 214, 1700563. doi:10.1002/pssa.201700563

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джин Х., Ан М., Чон С., Хан Дж.Х., Ю Д., Сон Д. Х. и др. (2016). Коллоидные однослойные квантовые точки с эффектами бокового удержания на двумерном экситоне. Дж. Ам. хим. соц. 138 (40), 13253–13259. doi:10.1021/jacs.6b06972

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Jin, H., Baek, B., Kim, D., Wu, F., Batteas, J.D., Cheon, J., et al. (2017). Влияние прямого взаимодействия растворителя с квантовыми точками на оптические свойства коллоидных монослойных квантовых точек WS2. Нано Летт. 17 (12), 7471–7477.doi:10.1021/acs.nanolett.7b03381

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Каннан Х., Ставро Дж., Мукерджи А., Левей С., Кислингер К., Гуан Л. и др. (2020). Сверхнизкие темновые токи в лавинных фотодетекторах из аморфного селена с использованием обработанного раствором блокирующего слоя квантовых точек. САУ Фотон. 7, 1367–1374. doi:10.1021/acsphotonics.9b01651

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Кеулеян С. Э., Гюйо-Сионнест П., Делерю, К., и Аллан, Г. (2014). Коллоидные квантовые точки теллурида ртути: электронная структура, спектры, зависящие от размера, и обнаружение фототока до 12 мкм. ACS Nano 8 (8), 8676–8682. doi:10.1021/nn503805h

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Konstantatos, G., Badioli, M., Gaudreau, L., Osmond, J., Bernechea, M., de Arquer, F.P.G., et al. (2012). Гибридные графеновые фототранзисторы с квантовыми точками со сверхвысоким коэффициентом усиления. Нац. Нанотех 7, 363–368.doi:10.1038/nnano.2012.60

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Крамер И. Дж., Майнор Дж. К., Морено-Баутиста Г., Роллни Л., Канджанабус П., Копилович Д. и др. (2015). Эффективные коллоидные солнечные элементы с квантовыми точками с напылением. Доп. Матер. 27 (1), 116–121. doi:10.1002/adma.201403281

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Кумар Б., Сингх С. В., Чаттопадхьяй А., Биринг С. и Пал Б. Н. (2020). Масштабируемый синтез нанокристалла халькопирита (CuFeS2) размером менее 10 нм с помощью метода синтеза с помощью микроволнового излучения и его применение в широкополосном фотодетекторе, не содержащем тяжелых металлов. АСУ Омега 5, 25947–25953. doi:10.1021/acsomega.0c03336

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ленг М., Чен З., Ян Ю., Ли З., Цзэн К., Ли К. и др. (2016). Бессвинцовые квантовые точки на основе галогенида висмута и перовскита, излучающие голубой свет. Анжю. хим. Междунар. Эд. 55, 15012–15016. doi:10.1002/ange.20160816010.1002/anie.201608160

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Луилье Э., Кеулейан С., Лю Х.и Гийо-Сионнест, П. (2013). Коллоидные нанокристаллы среднего ИК-диапазона. Хим. Матер. 25 (8), 1272–1282. doi:10.1021/cm303801s

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Луилье Э., Скарафаджио М., Хиз П., Надаль Б., Обин Х., Сюй X. Z. и др. (2016). Инфракрасное фотодетектирование на основе коллоидных пленок квантовых точек с высокой подвижностью и оптическим поглощением до ТГц. Нано Летт. 16 (2), 1282–1286. doi:10.1021/acs.nanolett.5b04616

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ли, Дж., Xia, J., Liu, Y., Zhang, S., Teng, C., Zhang, X., et al. (2019). Сверхчувствительные фотодетекторы с квантовыми точками CsPbBr 3 с органической модуляцией посредством быстрого межфазного переноса заряда. Доп. Матер. Интер. 7, 1

1. doi:10.1002/admi.201

1

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ли, К., Го, Ю., и Лю, Ю. (2019). Исследование органических фотодетекторов ближнего инфракрасного диапазона. Хим. Матер. 31 (17), 6359–6379. doi:10.1021/acs.chemmater.9b00966

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Лин, Р., Кан, Х., Чжэн, В., и Хуанг, Ф. (2020). Оксидные коллоидные квантовые точки с подбором лиганда для интегрированного в кремний ультрафиолетового фотодиода. Доп. Электрон. Матер. 6, 18. doi:10.1002/aelm.2018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Литвин А. П., Мартыненко И. В., Перселл-Милтон Ф., Баранов А. В., Федоров А. В., Гунько Ю. К. (2017). Коллоидные квантовые точки для оптоэлектроники. Дж. Матер. хим. А. 5, 13252–13275. doi:10.1039/c7ta02076g

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Лю, К., Tian, ​​H., Li, J., Hu, A., He, X., Sui, M., et al. (2019). Гибридные фотодетекторы на основе квантовых точек графена/Cu 2 O со сверхвысокой чувствительностью. Доп. Опц. Матер. 7, 15. doi:10.1002/adom.2015

CrossRef Full Text | Google Scholar

Liu X., Ji X., Liu M., Liu N., Tao Z., Dai Q. и др. (2015). Высокопроизводительный инфракрасный фотодетектор на графеновой/оксидно-цинковой гетероструктуре, украшенной квантовыми точками Ge. Приложение ACS Матер. Интер. 7 (4), 2452–2458. дои: 10.1021/am5072173

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Liu, Y., Zhao, C., Li, J., Zhao, S., Xu, X., Fu, H. Y., et al. (2021). Высокочувствительные фотодетекторы CuInS2/ZnS с квантовыми точками. Приложение ACS Электрон. Матер. 3 (3), 1236–1243. doi:10.1021/acsaelm.0c01064

Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Лонг М., Ван П., Фанг Х. и Ху В. (2018). Прогресс, проблемы и возможности для фотодетекторов на основе 2D-материалов. Доп. Функц. Матер. 29, 1803807. doi:10.1002/adfm.201803807

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лу Ю., Фанг М., Чен Дж. и Чжао Ю. (2018). Формирование высоколюминесцентных квантовых точек перовскита галогенида цезия-висмута, настроенных с помощью анионного обмена. Хим. коммун. 54, 3779–3782. doi:10.1039/C8CC01110A

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ma, Z., Shi, Z., Yang, D., Zhang, F., Li, S., Wang, L., et al. (2020).Электроуправляемые фиолетовые светоизлучающие устройства на основе высокостабильных бессвинцовых перовскитовых квантовых точек Cs3Sb2Br9. АСУ Энерг. лат. 5 (2), 385–394. doi:10.1021/acsenergylett.9b02096

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Мансер Дж. С., Сайдаминов М. И., Христианс Дж. А., Бакр О. М. и Камат П. В. (2016). Изготовление и разрушение свинцово-галоидных перовскитов. Согл. хим. Рез. 49, 330–338. doi:10.1021/acs.accounts.5b00455

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Мартинес, Б., Livache, C., Notemgnou Mouafo, L.D., Goubet, N., Keuleyan, S., Cruguel, H., et al. (2017). Самолегированные нанокристаллы HgSe как платформа для исследования эффектов исчезающего ограничения. Приложение ACS Матер. Интер. 9, 36173–36180. doi:10.1021/acsami.7b10665

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Михалаке И., Радой А., Паску Р., Романитан К., Василе Э. и Куско М. (2017). Инженерные графеновые квантовые точки для усиленного ультрафиолетового и видимого света. Фотодетектор на основе нанопроволоки P-Si. Приложение ACS Матер. Интер. 9, 29234–29247. doi:10.1021/acsami.7b07667

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Мюррей, С. Б., Норрис, Д. Дж., и Бавенди, М. Г. (1993). Синтез и характеристика почти монодисперсных CdE (E = сера, селен, теллур) полупроводниковых нанокристаллитов. Дж. Ам. хим. соц. 115 (19), 8706–8715. doi:10.1021/ja00072a025

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Нельсон Р. Д., Сантра К., Ван Ю., Хади А., Петрич Дж. В. и Пантани М. Г. (2018). Синтез и оптические свойства нанокристаллов перовскита-висмута-галогенида цезия-висмута с упорядоченными вакансиями. Хим. коммун. 54, 3640–3643. doi:10.1039/C7CC07223F

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Нгуен, Д. А., О, Х. М., Дуонг, Н. Т., Банг, С., Юн, С. Дж., и Чон, М. С. (2018). Сильно улучшенная фоточувствительность монослойного фотодетектора WSe2 с графеновыми квантовыми точками, легированными азотом. Приложение ACSМатер. Интер. 10, 10322–10329. doi:10.1021/acsami.7b18419

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ni, Z., Ma, L., Du, S., Xu, Y., Yuan, M., Fang, H., et al. (2017). Плазмонные кремниевые квантовые точки позволили проводить высокочувствительное сверхширокополосное фотодетектирование гибридных фототранзисторов на основе графена. ACS Nano 11 (10), 9854–9862. doi:10.1021/acsnano.7b03569

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Найтингейл А.M., Bannock, J.H., Krishnadasan, S.H., O’Mahony, F.T.F., Haque, S.A., Sloan, J., et al. (2013). Крупномасштабный синтез нанокристаллов в многоканальном капельном реакторе. Дж. Матер. хим. А. 1 (12), 4067–4076. doi:10.1039/c3ta10458c

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Отто Т., Миллер К., Толентино Дж., Лю Ю., Лоу М. и Ю Д. (2013). Зависимая от затвора длина диффузии носителей в свинцовых селенидных полевых транзисторах с квантовыми точками. Нано Летт. 13 (8), 3463–3469.doi:10.1021/nl401698z

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Пак С., Чо Ю., Хонг Дж., Ли Дж., Ли С., Хоу Б. и др. (2018). Механизмы эффективного разделения зарядов, индуцированные последовательным переходом, для высокопроизводительных фототранзисторов MoS2/Quantum Dot Phototransistors. Приложение ACS Матер. Интер. 10, 38264–38271. doi:10.1021/acsami.8b14408

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Пан Д., Чжан Дж., Ли З. и Ву М. (2010).Гидротермальный путь для резки листов графена в сине-люминесцентные графеновые квантовые точки. Доп. Матер. 22 (6), 734–738. doi:10.1002/adma.2005

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Park, J., An, K., Hwang, Y., Park, J.-G., Noh, H.-J., Kim, J.-Y., et al. (2004). Сверхмасштабный синтез монодисперсных нанокристаллов. Нац. Матер 3 (12), 891–895. doi:10.1038/nmat1251

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Премкумар, С., Liu, D., Zhang, Y., Nataraj, D., Ramya, S., Jin, Z., et al. (2020). Стабильные бессвинцовые квантовые точки на перовските иодида серебра и висмута для УФ фотодетектирования. Приложение ACS Нано Матер. 3, 9141–9150. doi:10.1021/acsanm.0c01787

Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Цяо, Х., Ли, З., Хуан, З., Рен, X., Кан, Дж., Цю, М., и др. (2020). Фотодетекторы с автономным питанием на основе 0D/2D смешанного размерного гетероперехода с квантовыми точками черного фосфора в качестве акцепторов дырок. Заяв.Матер. Сегодня 20, 100765. doi:10.1016/j.apmt.2020.100765

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Qu, J., Goubet, N., Livache, C., Martinez, B., Amelot, D., Gréboval, C., et al. (2018). Внутризонные средние инфракрасные переходы в нанокристаллах Ag2Se: потенциал и ограничения для недорогого фотодетектирования без использования ртути. J. Phys. хим. С 122, 18161–18167. doi:10.1021/acs.jpcc.8b05699

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Шэнь Т., Ли Ф., Чжан З., Сюй, Л., и Ци, Дж. (2020). Высокопроизводительный широкополосный фотоприемник на основе монослоя MoS2, гибридизированного с экологически чистыми квантовыми точками CuInSe2. Приложение ACS Матер. Интер. 12, 54927–54935. doi:10.1021/acsami.0c14161

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ши К., Ли Дж., Сяо Ю., Го Л., Чу X., Чжай Ю. и др. (2020). Фотодетектирование с высоким откликом, сверхбыстрой скоростью и автономным питанием, достигнутое в фототранзисторах InP@ZnS-MoS2 с встречно-штыревыми Pt-электродами. Приложение ACS Матер. Интер. 12 (28), 31382–31391. doi:10.1021/acsami.0c05476

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Шин Д. Х., Ким С., Ким Дж. М., Джанг К. В., Ким Дж. Х., Ли К. В. и др. (2015). Гетеропереходные диоды графен/кремниевые точки с высокой фоточувствительностью, совместимые с эффектом квантового ограничения. Доп. Матер. 27 (16), 2614–2620. doi:10.1002/adma.201500040

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Сингх, В.К., М. Ядав, С., Мишра, Х., Кумар, Р., Тивари, Р. С., Пандей, А., и соавт. (2019). WS2 Графеновая нанокомпозитная пленка с квантовыми точками для УФ фотодетектирования. Приложение ACS Нано Матер. 2, 3934–3942. doi:10.1021/acsanm.9b00820

Полный текст CrossRef | Google Scholar

So, H.-M., Choi, H., Shim, H.C., Lee, S.-M., Jeong, S., and Chang, WS (2015). Влияние осаждения атомных слоев на электрические свойства полевых транзисторов PbS с квантовыми точками, пассивированных Al2O3. Заяв.физ. лат. 106 (9), 093507. doi:10.1063/1.4

4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Субраманиан А., Акрам Дж., Хуссейн С., Чен Дж., Касим К., Чжан В. и др. (2020). Высокопроизводительный фотоприемник на основе гибрида графеновая квантовая точка/перовскит Ч4Нх4ПЬI3. Приложение ACS Электрон. Матер. 2, 230–237. doi:10.1021/acsaelm.9b00705

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Сугатан А., Сайгал Н., Раджасекар Г. П. и Пандей А.(2020). Гетеропереходы нанокристаллов сульфида меди и железа и объемного кремния для широкополосного фотодетектирования. Доп. Матер. Интер. 7, 2000056. doi:10.1002/admi.202000056

CrossRef Full Text | Google Scholar

Сунь Ю.-П., Чжоу Б., Линь Ю., Ван В., Фернандо К.А.С., Патхак П. и др. (2006). Углеродные точки квантового размера для яркой и красочной фотолюминесценции. Дж. Ам. хим. соц. 128 (24), 7756–7757. doi:10.1021/ja062677d

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Таджик С., Dourandish, Z., Zhang, K., Beitollahi, H., Le, Q.V., Jang, H.W., et al. (2020). Углеродные и графеновые квантовые точки: обзор синтезов, характеристик, биологических и сенсорных приложений для определения нейротрансмиттеров. RSC Adv. 10 (26), 15406–15429. doi:10.1039/D0RA00799D

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Тецука Х., Нагоя А. и Тамура С.-и. (2016). Гибридные широкополосные фотодетекторы с квантовыми точками графена и азота, функционализированные графеном и азотом, с буферным слоем из нанолистов нитрида бора. Наномасштаб 8, 19677–19683. doi:10.1039/C6NR07707B

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Thakur, M.K., Fang, C.-Y., Yang, Y.-T., Effendi, T.A., Roy, P.K., Chen, R.-S., et al. (2020). Золотые наночастицы с графеновыми квантовыми точками, активированными микроплазмой, с синергетическим усилением для широкополосного фотодетектирования. Приложение ACS Матер. Интер. 12, 28550–28560. doi:10.1021/acsami.0c06753

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Тиан, С., Фу, М., Хохайзель, В., и Млечко, Л. (2016). Инженерно-реакционные исследования непрерывного синтеза нанокристаллов CuInS 2 и CuInS 2 /ZnS. Хим. англ. J. 289, 365–373. doi:10.1016/j.cej.2015.12.086

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Тонг, X.-W., Конг, W.-Y., Ван, Y.-Y., Чжу, J.-M., Луо, L.-B. и Ван, Z.- ЧАС. (2017). Высокоэффективный фотоприемник красного света на основе бессвинцовой пленки перовскита галогенида висмута. Приложение ACS Матер. Интер. 9 (22), 18977–18985.doi:10.1021/acsami.7b04616

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Тран, М. Н., Кливленд, И. Дж., и Айдил, Э. С. (2020). Устранение расхождений в сообщениях об оптическом поглощении низкоразмерных нетоксичных перовскитов, Cs3Bi2Br9 и Cs3BiBr6. Дж. Матер. хим. С 8, 10456–10463. doi:10.1039/D0TC02783A

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Цай М. Л., Цай Д. С., Тан Л., Чен Л.-Дж., Лау С. П. и Хе Дж. Х. (2017).Всенаправленный сбор слабого света с помощью органического/кремниевого гибридного устройства, модифицированного графеновыми квантовыми точками. ACS Nano 11, 4564–4570. doi:10.1021/acsnano.6b08567

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Валид А., Таваколи М.М., Гу Л., Ван З., Чжан Д., Маникандан А. и др. (2017). Бессвинцовые матричные фотодетекторы из перовскитных нанопроволок со значительно улучшенной стабильностью в наноинженерных шаблонах. Нано Летт. 17 (1), 523–530.doi:10.1021/acs.nanolett.6b04587

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ван А., Ян X., Чжан М., Сунь С., Ян М., Шен В. и др. (2016). Контролируемый синтез бессвинцовых и стабильных нанокристаллов Cs2SnI6, производных перовскита, с помощью простого процесса горячего впрыска. Хим. Матер. 28 (22), 8132–8140. doi:10.1021/acs.chemmater.6b01329

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ван Л., Ли В., Инь Л., Лю Ю., Го Х., Лай Дж., и другие. (2020). Полноцветные флуоресцентные углеродные квантовые точки. науч. Доп. 6 (40), eabb6772. doi:10.1126/sciadv.abb6772

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ву, X., Чжао, Б., Чжан, Дж., Сюй, Х., Сюй, К., и Чен, Г. (2019). Фотолюминесцентные и фотодетектирующие свойства углеродных квантовых точек, легированных азотом, синтезированных гидротермальным способом. J. Phys. хим. С 123, 25570–25578. doi:10.1021/acs.jpcc.9b06672

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Се, К., Nie, B., Zeng, L., Liang, F.-X., Wang, M.-Z., Luo, L., et al. (2014). Гетеропереход ядро-оболочка массивов кремниевых нанопроволок и углеродных квантовых точек для фотогальванических устройств и автономных фотодетекторов. ACS Nano 8 (4), 4015–4022. doi:10.1021/nn501001j

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Xing, C., Huang, W., Xie, Z., Zhao, J., Ma, D., Fan, T., et al. (2018). Сверхмалые квантовые точки висмута: легкое жидкофазное расслоение, характеристика и применение в высокопроизводительном фотодетекторе УФ-видимого диапазона. САУ Фотон. 5, 621–629. doi:10.1021/acsphotonics.7b01211

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Сюй К., Чжоу В. и Нин З. (2020). Комплексная разработка структуры и устройств для высокопроизводительных и масштабируемых инфракрасных фотодетекторов на квантовых точках. Small 16, 2003397. doi:10.1002/smll.202003397

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ян Б., Чен Дж., Хун Ф., Мао X., Чжэн К., Ян С. и др. (2017).Не содержащие свинца, стабильные на воздухе полностью неорганические нанокристаллы перовскита, галогенида цезия и висмута. Анжю. хим. Междунар. Эд. 56, 12471–12475. doi:10.1002/anie.201704739

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ян Дж., Бао К., Нин В., Ву Б., Цзи Ф., Ян З. и др. (2019). Стабильные, высокочувствительные и быстродействующие фотодетекторы на основе бессвинцовых пленок двойного перовскита Cs 2 AgBiBr 6 . Доп. Опц. Матер. 7, 1801732. doi:10.1002/adom.201801732

CrossRef Full Text | Google Scholar

Ян, З., Gao, M., Wu, W., Yang, X., SunZhang, X.W.J., Zhang, J., et al. (2019). Последние достижения в области светоизлучающих устройств на основе квантовых точек: проблемы и возможные решения. Матер. Сегодня 24, 69–93. doi:10.1016/j.mattod.2018.09.002

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ю Т., Ван Ф., Сюй Ю., Ма Л., Пи Х. и Ян Д. (2016). Графен в сочетании с кремниевыми квантовыми точками для высокопроизводительных фотодетекторов на основе объемного кремния с переходом Шоттки. Доп. Матер. 28 (24), 4912–4919. doi:10.1002/adma.201506140

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Zhang, J., Yang, Y., Deng, H., Farooq, U., Yang, X., khan, J., et al. (2017). Голубая эмиссия с высоким квантовым выходом от бессвинцовых неорганических сурьмяно-галоидных перовскитовых коллоидных квантовых точек. ACS Nano 11 (9), 9294–9302. doi:10.1021/acsnano.7b04683

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Чжан, К., Цзе, Дж., Дяо, С., Шао, З., Zhang, Q., Wang, L., et al. (2015). Обработанные раствором графеновые фотодетекторы с квантовыми точками глубокого ультрафиолетового излучения. АСУ Нано 9 (2), 1561–1570. doi:10.1021/acsnano.5b00437

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Чжао Х. и Розей Ф. (2017). Коллоидные квантовые точки для солнечных технологий. Хим. 3 (2), 229–258. doi:10.1016/j.chempr.2017.07.007

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Чжоу, Л., Ляо, Дж.-Ф., Хуан, З.-Г., Ван, X.-Д., Сюй, Ю.-Ф., Чен, Х.-Ю., и др. (2018). Полностью неорганические бессвинцовые нанокристаллы перовскита Cs2PdX6 (X = Br, I) с единичной толщиной ячейки и высокой стабильностью.