[發(fā)明專利]一種二維黑砷磷納米材料的制備方法和應(yīng)用在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011026750.8 | 申請(qǐng)日： | 2020-09-25 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112093784A | 公開（公告）日： | 2020-12-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張晗;舒怡青;張家宜 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 深圳大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C01B25/08 | 分類號(hào)： | C01B25/08;H01S3/16;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 廣州專才專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44679 | 代理人： | 林玲 |
| 地址： | 518061 廣東*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 二維 黑砷磷 納米 材料 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提供了一種二維黑砷磷納米材料的制備方法，包括以下步驟：制備b?AsP晶體：提供灰砷、紅磷和礦化劑并放置于密封的真空石英管中，先將真空石英管升溫至735～765℃并維持1.5～2.5h，然后在10h內(nèi)將真空石英管冷卻至480～520℃并維持2～4h，進(jìn)一步在10h內(nèi)將真空石英管冷卻至120～180℃，最后冷卻至室溫，制得b?AsP晶體；制備二維b?AsP納米材料：將所述b?AsP晶體溶于分散液依次進(jìn)行探頭超聲、水浴超聲，制得二維b?AsP納米材料。本發(fā)明二維黑砷磷納米材料的制備方法具有工序簡(jiǎn)單、設(shè)備簡(jiǎn)單、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還提供了二維黑砷磷納米材料的制備方法的應(yīng)用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二維黑砷磷納米材料的制備方法，本發(fā)明還涉及該二維黑砷磷納米材料的制備方法在制備激光器上的應(yīng)用。
背景技術(shù)
二維黑砷磷納米材料(b-AsP)是一種基于V族的新型二維二元材料，具有寬的可調(diào)諧帶隙、強(qiáng)的導(dǎo)電性和高的載流子遷移率，是一種很有前途的電子和光電材料。此外，在前人研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)b-AsP作為一種非線性光學(xué)材料，在光子器件的應(yīng)用上也具有一定的優(yōu)勢(shì)。例如，b-AsP的帶隙可以在0.15ev到0.3ev(對(duì)應(yīng)于8.27μm到4.13μm的波長(zhǎng))的范圍內(nèi)完全調(diào)諧，這使得b-AsP填補(bǔ)了石墨烯(零帶隙)和黑磷(b-P，0.3ev到2.2ev，對(duì)應(yīng)于4.13μm到564nm的波長(zhǎng))之間的間隙。b-AsP這一特性在長(zhǎng)波長(zhǎng)紅外(LWIR)領(lǐng)域占據(jù)了一個(gè)技術(shù)上重要的空白，而最近報(bào)道的二維材料并沒有涵蓋這一空白。此外，b-AsP具有與黑磷相同的正交結(jié)構(gòu)和折疊蜂窩狀晶格，區(qū)別在于P原子被As原子取代。與黑磷相比，b-AsP具有更好的環(huán)境穩(wěn)定性，通過合理設(shè)計(jì)As原子的摻雜量，可以在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)b-AsP的光學(xué)能隙，使b-AsP成為超寬帶光電領(lǐng)域極具吸引力的材料，b-AsP的研究已成為近年來(lái)的一個(gè)熱點(diǎn)。但是b-AsP的應(yīng)用主要集中在光電器件上，如光電探測(cè)器、太陽(yáng)能電池供體、透明波導(dǎo)加熱器等；而b-AsP在光子學(xué)領(lǐng)域的研究尚處于起步階段，研究較少。對(duì)b-AsP的光學(xué)特性和應(yīng)用的探索，不僅促進(jìn)了對(duì)材料的全面認(rèn)識(shí)，而且極大地推動(dòng)了基于二維材料(如開關(guān)、探測(cè)器、光電二極管和調(diào)制器)的光學(xué)器件的發(fā)展。傳統(tǒng)的b-AsP制備方法不僅制備工序復(fù)雜、耗能高、設(shè)備復(fù)雜、產(chǎn)量低，而且制備的b-AsP無(wú)法滿足激光器的。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種二維黑砷磷納米材料的制備方法，本發(fā)明還提供了一種二維黑砷磷納米材料的制備方法在制備近紅外設(shè)備或者中紅外設(shè)備上的應(yīng)用，以解決現(xiàn)有二維黑砷磷納米材料的制備方法存在的工序復(fù)雜、耗能高、設(shè)備復(fù)雜、產(chǎn)量低等問題。
第一方面，本發(fā)明提供了一種二維黑砷磷納米材料的制備方法，包括以下步驟：
制備b-AsP晶體：提供灰砷、紅磷和礦化劑并放置于密封的真空石英管中，先將真空石英管升溫至735～765℃并維持1.5～2.5h，然后在10h內(nèi)將真空石英管冷卻至480～520℃并維持2～4h，進(jìn)一步在10h內(nèi)將真空石英管冷卻至120～180℃，最后冷卻至室溫，制得b-AsP晶體；
制備二維b-AsP納米材料：將所述b-AsP晶體溶于分散液依次進(jìn)行探頭超聲、水浴超聲，制得二維b-AsP納米材料；
所述灰砷與紅磷的摩爾比為1～90∶10～99，所述灰砷與紅磷的質(zhì)量之和與礦化劑的質(zhì)量之比為500∶2～20。
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