[發(fā)明專利]二維硒納米片及其制備方法和應用

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• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN108793098A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 張晗;謝中建
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學
• 主分類號: C01B19/02
• 分類號: C01B19/02;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發(fā)明提供了一種二維硒納米片，所述二維硒納米片為無定形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的二維硒納米片帶隙較窄，響應光譜較寬，同時穩(wěn)定性較好，具有優(yōu)良的光探測性能。本發(fā)明還提供了一種二維硒納米片的制備方法，包括以下步驟：提供無定形硒原料，采用液相剝離的方法對所述硒原料進行剝離，得到二維硒納米片。本發(fā)明首次采用液相剝離的方法由非層狀的硒原料制得二維硒納米片，剝離效果良好，且可以實現(xiàn)大規(guī)模制備二維硒納米片，成本較低，制備方法簡單易操作。本發(fā)明還提供了所述二維硒納米片在光探測器中的應用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種二維硒納米片及其制備方法和應用。

背景技術(shù)

二維材料，是指電子僅可在兩個維度上自由運動(平面運動)的材料，如納米薄膜、超晶格和量子阱等。二維材料是伴隨著2004年曼切斯特大學Geim小組成功分離出單原子層的石墨材料—石墨烯(graphene)而提出的。其中包括，被稱為“白石墨”的氮化硼、二硫化鉬、硅烯、鍺烯和黑磷等。

以上所述的這些二維材料都是層狀材料，即在層內(nèi)由較強的化學鍵組成，而在層間是由弱的范德華力組成。因為通過機械剝離法和液相剝離法很容易將其剝離成二維材料。但是這些二維層狀材料的種類是有限的，因此這極大地限制了二維功能材料的發(fā)展。發(fā)展更多種類的二維功能材料已經(jīng)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種二維硒納米片，所述二維硒納米片是一種新型的二維功能材料，具有良好的光探測功能。

本發(fā)明第一方面提供了一種二維硒納米片，所述二維硒納米片為無定形結(jié)構(gòu)。

其中，所述二維硒納米片的厚度為1-50nm。

其中，所述二維硒納米片的厚度為3-5nm。

其中，所述二維硒納米片的長寬尺寸為10-200nm。

本發(fā)明第一方面提供的二維硒納米片帶隙較窄，響應光譜較寬，同時穩(wěn)定性較好，具有優(yōu)良的光探測性能。

本發(fā)明第二方面提供了一種二維硒納米片的制備方法，包括以下步驟：

提供無定形硒原料，采用液相剝離的方法對所述硒原料進行剝離，得到二維硒納米片，所述二維硒納米片為無定形結(jié)構(gòu)。

其中，所述液相剝離法具體包括以下操作：

將所述無定形硒原料加入至溶劑中，在冰浴環(huán)境下采用探頭超聲8-12h；所述探頭超聲結(jié)束后，繼續(xù)采用水浴超聲，所述水浴超聲時間為5-12h，所述水浴的溫度保持在0-10℃；水浴超聲后，進行離心和干燥得到二維硒納米片。

其中，所述探頭超聲的功率為100-200W。

其中，所述離心的操作包括：采用1-3kg的離心力，離心20-35min，取上清液，然后將所述上清液采用2-10kg的離心力繼續(xù)離心25-35min，得到沉淀；所得沉淀干燥后即得所述二維硒納米片。

其中，所述溶劑包括異丙醇、乙醇、丙酮、水和N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。

現(xiàn)有技術(shù)通常采用液相剝離法用來剝離二維層狀材料。而本發(fā)明首次采用液相剝離法剝離得到無定形二維非層狀硒納米片，并取得成功。

本發(fā)明第二方面提供了一種二維硒納米片的制備方法，首次采用液相剝離的方法由無定形非層狀的硒原料制得無定形二維硒納米片，剝離效果良好，且可以實現(xiàn)大規(guī)模制備二維硒納米片，成本較低，制備方法簡單易操作。

本發(fā)明第三方面提供了一種如上述所述的二維硒納米片在光探測器中的應用。

由于本發(fā)明的二維硒納米片具有良好的光探測性能，因此，可以很好地用于光探測器。

綜上，本發(fā)明有益效果包括以下幾個方面：