[发明专利]铁硫族化合物纳米复合体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有光致发光特性的铁硫族化合物纳米复合体及其制造方法。

背景技术

过渡金属硫族元素化物(硫族化合物)因具有可应用于包含热电、磁性半导体、超导体、量子点、传感器和光电变换元件在内的多样的领域的独特结构和电学特性而受到瞩目。相当多的高品质金属硫族元素化纳米结构是通过胶体合成法而制造至今，以往的大部分研究将重点放在CdSe、CdS、ZnS、ZnSe、CdTe、CdSe、ZnS、Ag₂Se、NiSe、Ag₂S之类的2-4半导体纳米结构并考察了其光学特性。

然而，关于其他具有潜能的半导体金属硫族元素化纳米结构(尤其是在合成阶段中存在相态选择问题的物质)的研究却到近来才始进行。作为其示例，硒化铁具有FeSe和FeSe₂这两种化学计量学相态。FeSe呈四边形或六边形的结晶体，相反，FeSe₂则以正六面体或四方晶系(白铁矿形状)结构形成结晶体。针对两种相态均在尝试包含Fe²⁺离子的相态选择合成。这样的硒化铁具有直接的带隙(1.23eV)，并具有良好的导电性、光学特性、电学特性、磁特性，且可以成为半导体，甚或可以成为具有强磁性/亚铁磁性金属特性的超导体。例如，PbO型的FeSe仅在50.6～51.0％的狭窄的合成区间内存在。已知铁元素在具有极为精准的构造和特定结构特征时成为超导体。NiAs型的FeSe则又作为一种非常罕见的1:1Fe-Se化合物而在42.0～50.5％的合成区间内存在，其并非超导体。然而，目前为止仅仅知道为数不多的种类的硒化铁，且虽然投入了用于合成PbO型FeSe纳米粒子的大量努力，然而对关于半导体铁硫族元素化纳米结构光学特性的其他潜在用途的研究十分不足却是实情，尤其是从来没有实现过具有高光致发光特性的铁硫族元素化纳米复合体的合成。

发明内容

技术问题

因此，本发明所要解决的技术问题为提供一种具有光致发光特性的铁硫族化合物纳米复合体。

而且，本发明所要解决的技术问题为提供一种铁硫族化合物纳米复合体的制造方法。

技术方案

为了解决上述技术问题，作为本发明的一个形态，提供一种铁硫族化合物纳米复合体，其特征在于，具有光致发光特性。

作为本发明的另一形态，提供一种铁硫族化合物纳米复合体的制造方法，包括如下步骤：步骤a，将Fe前驱体溶解于有机溶剂而形成Fe溶液；步骤b，将硫族元素粉末或硫族元素前驱体溶解于有机溶剂而形成硫族元素溶液；步骤c，将所述Fe溶液以液状注入到所述硫族元素溶液，从而制造形成有铁硫族化合物的混合溶液；步骤d，由所述混合溶液精炼铁硫族化合物。

有益效果

如上所述，本发明的铁硫族化合物纳米复合体即使不包含重金属也具有高光致发光特性，因此可作为针对光致发光物质的绿色替代物而考虑应用，并具有可应用于包括半导体领域在内的多样的领域的技术效果。并且，根据本发明的铁硫族化合物制造方法可期待应用于其他金属硫族化合物的合成方法。

附图说明

图1概略地表示根据本发明的一个实施例的FeSe_x(x＝1,2)的合成方法。

图2的a表示FeSe和FeSe₂纳米粒子溶液，图2的b表示纳米粒子光致发光照片。

图3的上幅图表示FeSe和FeSe₂的TEM-EDX分析结果，下幅图表示FeSe(黑色曲线，下)和FeSe₂(红色曲线，上)的XRD图案。

图4表示本发明的一个实施例中合成的FeSe的大小分布直方图。

图5表示本发明的一个实施例中合成的FeSe₂的大小分布直方图。

图6的a、b表示FeSe和FeSe₂的TEM照片，其中，a幅表示FeSe而b幅表示FeSe₂(插图为STEM照片，比例尺为200nm)；图6的c、d表示HRTEM照片，其中，c幅表示FeSe而d幅表示FeSe₂。