近日，浙江树人学院交叉科学研究院的高晓怡老师作为共同通讯作者，与河北工程大学、邯郸学院等合作团队，在《Advanced Science》期刊上发表了题为“Colloidal Synthesis of Sub-1-nm PbSe Nanowires via Cation Exchange for High-Performance Near-Infrared Self-Powered Photoelectrochemical-Type Photodetectors”的研究论文。该研究通过创新的阳离子交换策略，成功合成了直径小于1纳米的PbSe纳米线，并基于此开发出高性能近红外自供电光电探测器，为纳米材料在光电子领域的应用开辟了新途径。

亚1纳米纳米线因其量子限域效应、超高各向异性和优异载流子传输性能，被视为构建高性能光电器件的理想材料。然而，合成具有近红外吸收特性的亚1纳米纳米线一直面临巨大挑战。浙江树人学院高晓怡老师团队通过跨学科合作，解决了这一难题，研究成果不仅推动了基础纳米科学的发展，还为安全眼用近红外光电探测器（如940 nm波长）提供了实用化解决方案。研究团队以亚1纳米ZnSe纳米线为模板，在DMF溶剂中通过阳离子交换反应合成了PbSe纳米线。高晓怡老师主导的理论计算和核磁共振测量表明，DMF溶剂能显著降低Zn²⁺提取和Pb²⁺引入的能垒（活化能从1.22 eV降至0.95 eV），从而实现了温和高效的转化过程。团队成功制备出直径仅0.9纳米的PbSe纳米线，这是迄今报道的最细PbSe纳米线。纳米线表现出强烈的近红外吸收峰（约940 nm），且随着直径增大（从0.9 nm至2.7 nm），吸收峰红移，证明了其可调的光学特性。

基于亚1纳米PbSe纳米线的自供电光电化学型光电探测器，在940 nm光照下表现出卓越性能：开关比达4860、探测率为4.65×10¹¹ Jones、响应度为113 mA W⁻¹，且响应时间短（0.13/0.11 s）、线性范围宽（2.0 μW cm⁻²至8.0 mW cm⁻²）。器件在60天存储后仍保持95%以上性能，凸显了其稳定性。团队进一步通过电化学阻抗谱分析发现，亚1纳米PbSe纳米线具有最小的电荷转移电阻和最长的电子寿命，这归因于其优异的载流子传输特性。高晓怡老师强调：“这项研究不仅提供了一种可控合成亚1纳米近红外半导体纳米线的新方法，还为下一代低功耗、高性能光电器件奠定了材料基础。

浙江树人学院在交叉学科平台的支撑下，将持续推动纳米光电子技术的创新。”该工作获得了国家自然科学基金、河北省自然科学基金等项目的支持。论文发表于中科院一区TOP类杂志《Advanced Science》（DOI: 10.1002/advs.202501993）上，影响因子14.1，彰显了浙江树人学院在纳米材料前沿领域的研究实力。