[發明專利]一種溶液相合成硒化錫單晶納米線的方法

無效

• 申請號: 201110318791.9
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN103060889A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 張文華;李燦;劉勝
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C30B7/14
• 分類號: C30B7/14;C30B29/62;C30B29/46
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明屬于無機化合物半導體納米材料技術領域，具體涉及一種合成硒化錫單晶納米線的方法，尤其涉及一種采用溶液相(溶液-液-固法，SLS)生長納米線的方法。?

背景技術

硒化錫(SnSe)是一種重要的IV-VI族化合物半導體，在阻變存儲器、紅外光電器件、鋰離子電池陽極材料和太陽能電池等領域有廣泛的應用前景。硒化錫大塊材料的間接帶隙是0.90eV，其直接帶隙是1.30eV。由于量子限制效應，納米級硒化錫已經顯現了比其大塊材料高得多且可調變的帶隙。這使得納米硒化錫能夠吸收太陽光譜的大部分能量。作為地球豐富的、環境友好的和化學穩定的材料，納米硒化錫有可能成為太陽能電池最理想的材料之一。?

最近，膠態的硫化錫、硒化錫和碲化錫納米顆粒吸引了人們的廣泛興趣[Maksym?V.Kovalenko，et?al.，J.Am.Chem.Soc.2007，129，11354-11355；Stephen?G.Hickey，et?al.，J.Am.Chem.Soc.2008，130，14978-14980；Ying?Xu，et?al.，J.Am.Chem.Soc.2009，131，15990-15991；Matthew?A.Franzman，et?al.，J.Am.Chem.Soc.2010，132，4060-4061；William?J.Baumgardner，et?al.，J.Am.Chem.Soc.2010，132，9519-9520]。然而，由于各向異性的幾何結構和激子的二維限制，納米線可能展現比納米顆粒更優越的性質。在納米顆粒中，電子通過跳躍方式傳輸；而在納米線中，電子可借助納米線一維通道直接傳輸。太陽能電池中的大量研究表明：大長徑比的納米線具有比納米顆粒更強的電子傳輸能力。而且，作為納米電子和光電器件中重要的基礎材料，在結構和維數上可控的合成多樣化的半導體納米線對于器件應用的開發是至關重要的。?

2003年，Kaibin?Tang小組利用水熱法嘗試性的制備了硒化錫納米線[Chem.Lett.2003，32，426-427]。但是其得到的硒化錫納米線直徑達到50nm，產物量極其少，且含有非常多的雜質(如非納米線的形貌和氧化錫等)。2006年，Sabine?Schlecht小組利用陽極氧化鋁為模板[Angew.Chem.Int.Ed.2006，45，311-315]。但是其得到的硒化錫納米線是多晶的，且反應時間長達36小時，得到純產物前更需要繁瑣的操作來除去氧化鋁模板。?

有鑒于此，探索硒化錫單晶納米線的高效合成方案，控制其直徑在量子限制效應范圍內(如25nm以下)，提高其長徑比和產品質量，是本發明的?創研動機所在。?

發明內容

本發明的目的是針對目前水熱法和模板法的缺陷，提供一種在有機相中合成硒化錫單晶納米線的新方法，具有合成步驟簡單、合成速度快、膠態產物分散性好、直徑小(僅21nm)且直徑分布均一(標準方差僅為±11％)、平均長度從幾百納米到數十微米可調等優點。?

為實現上述目的，本發明以雙[雙(三甲基硅烷基)氨基]錫(II)(其分子式為：Sn[N(SiMe₂)₂]₂)和硒化有機膦為原料，在油胺或油胺與三辛基氧化磷的混合溶劑中，通過催化劑輔助迅速合成硒化錫單晶納米線。?

本發明的方法采用催化劑輔助的溶液-液-固(Solution-liquid-solid，SLS)生長技術，主要工藝步驟是：?

a.將Se和配位溶劑混合，一定條件下使Se溶解，得到Se前體溶液。?

b.將催化劑與雙[雙(三甲基硅烷基)氨基]錫(II)(Sn[N(SiMe₃)₂]₂)混合得到Sn注射溶液。?

c.將a工序的Se前體溶液與反應溶劑混合，在惰性氣體保護下加熱到一定溫度。?

d.將b工序的Sn注射溶液加入到c工序的反應溶液中，反應1-2分鐘，得到硒化錫單晶納米線。?