[發(fā)明專利]一種二維同主族二元異質(zhì)結及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010432604.9
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN112071943A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 張晗;張也
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01L31/109
• 分類號: H01L31/109;H01L31/0272;H01L31/18;G01N27/447;G01N27/30;B82Y40/00;B82Y30/00;B82Y15/00
• 代理公司: 廣州專才專利代理事務所(普通合伙) 44679
• 代理人: 曾嘉儀

本發(fā)明提供了一種二維同主族二元異質(zhì)結，包括二維A納米片材料以及包裹二維A納米片材料的B納米材料，其中，所述A與B為相同主族元素，且所述A與B均為Ⅳ主族、Ⅴ主族或者Ⅵ主族元素中的一種。該二維同主族二元異質(zhì)結能夠?qū)ν籶H條件下、不同波長的光信號實現(xiàn)不同的光電響應，同時在不同的pH條件下、相同的光信號照射下也能產(chǎn)生不同的光電響應。基于本發(fā)明二維同主族二元異質(zhì)結對不同pH值和光波長產(chǎn)生不同的響應，可以應用光電探測器和pH探測器，用于實現(xiàn)光信號探測和pH值探測。本發(fā)明還提供了一種二維同主族二元異質(zhì)結的制備方法。

技術領域

本發(fā)明涉及二維納米材料及其應用領域，具體涉及一種二維同主族二元異質(zhì)結納米材料，本發(fā)明還涉及二維同主族二元異質(zhì)結的制備方法

背景技術

在過去的二十年中，二維(2D)材料的突破性發(fā)現(xiàn)包括六方氮化硼(h-BN)，石墨烯，過渡金屬二硫化碳(TMD)，和一系列單元素2D材料，引起了全世界研究的巨大興趣。其中，IV-VI族的2D單元素材料因其出色的電子和光子性能而成為具有廣闊應用前景的材料。然而，目前2D單元素材料面臨很多急需解決的關鍵問題，例如材料的大批量制備和材料的環(huán)境穩(wěn)定性問題。同時，目前制備的光電探測器存在穩(wěn)定性差、波段響應范圍窄，響應度低以及響應速度慢等缺點。采用新的材料來克服以上材料和期間方面的缺點是目前研究的主要任務。

良好制備的2D材料為構建基于2D異質(zhì)結構材料提供了基礎，構筑2D異質(zhì)結材料是能夠有效克服單元素期間局限性，又為光電檢測以外的潛在多功能器件應用引入了多種特性。研究表明由兩個或多個組件組成的2D異質(zhì)結構通常具有每個單獨構造塊的優(yōu)勢，并且還產(chǎn)生了額外的意料不到的物理特性，這些特性為克服單組分材料的局限性提供了機會，從而為制造多功能光電器件提供了可能，并進一步成為發(fā)展性能優(yōu)越的光電器件的有效手段。這些優(yōu)點使得2D異質(zhì)結構材料可以充分利用每個組件的性能，目前已經(jīng)引起研究人員的廣泛關注。但是，基于二維同主族二元異質(zhì)結本身結構的復雜性和制備過程的復雜性，現(xiàn)有技術中還未開發(fā)出一種基于二維同主族二元異質(zhì)結，對于二維同主族二元異質(zhì)結的應用也相對缺乏。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種二維同主族二元異質(zhì)結，本發(fā)明還提供了該二維同主族二元異質(zhì)結的制備方法，通過開發(fā)出一種新型的二維同主族二元異質(zhì)結，以充實現(xiàn)有異質(zhì)結納米材料的范圍。

第一方面，本發(fā)明提供了一種二維同主族二元異質(zhì)結，包括二維A納米片材料以及包裹二維A納米片材料的B納米材料，其中，所述A與B為相同主族元素，且所述A與B均為Ⅳ主族、Ⅴ主族或者Ⅵ主族元素中的一種。

優(yōu)選的，所述A與B均為Ⅵ主族元素中的一種。

優(yōu)選的，所述二維A納米材料為二維碲納米片，所述B納米材料為二維硒納米片。

本發(fā)明提供了一種二維同主族二元異質(zhì)結，包括二維A納米片材料以及包裹二維A納米片材料的B納米材料，其中，所述A與B為相同主族元素，且所述A與B 均為Ⅳ主族、Ⅴ主族或者Ⅵ主族元素中的一種，其創(chuàng)造性地采用Ⅳ主族、Ⅴ主族或者Ⅵ主族中同主族元素對應的納米材料復合而成的二元異質(zhì)結。該二維同主族二元異質(zhì)結能夠?qū)ν籶H條件下、不同波長的光信號實現(xiàn)不同的光電響應，同時在不同的pH條件下、相同的光信號照射下也能產(chǎn)生不同的光電響應。基于本發(fā)明二維同主族二元異質(zhì)結對不同pH值和光波長產(chǎn)生不同的響應，可以應用光電探測器和pH探測器，用于實現(xiàn)光信號探測和pH值探測。

第二方面，本發(fā)明提供了一種二維同主族二元異質(zhì)結的制備方法，包括以下步驟：

提供B粉并將B粉溶解于氨水中，制得B粉-氨水溶液；

提供二維A納米片材料并將二維A米片材料溶解于超純水中，制得二維A納米片溶液；

將B粉-氨水溶液逐滴加入二維A納米片溶液中，將混合溶液轉(zhuǎn)移至30～50℃下攪拌1～12h，再將混合溶液轉(zhuǎn)移至70～90℃下反應1～12h，收集沉淀，洗滌、干燥，制得二維同主族二元異質(zhì)結；