[发明专利]一种在二维过渡金属碲化物上制备金纳米粒子的方法

说明书

本发明公开了一种在过渡金属碲化物(MTe₂)上制备金纳米粒子的方法。该方法是通过在层状XTe₂薄片上用电子束气相沉积方式沉积一层纳米级别的金，在350℃退火后可以于XTe₂上形成金纳米粒子。该方法通过高温退火直接在MTe₂上形成金纳米粒子，相比于用别的方式制备的金纳米粒子，该方法具有制备样品均匀性好，密度可控，金纳米粒子与MTe₂间的耦合力更强等优势，对于研究金纳米粒子与二维材料之间光学和电学性质具有参考价值。

技术领域

本发明涉及材料合成与改性技术领域，特别是涉及一种在二维过渡金属碲化物上制备金纳米粒子的方法。

背景技术

自从稳定的单层石墨烯首次被发现以来，单原子层材料引起了研究者们广泛的关注，特别是自从带隙可调的半导体性过渡金属硫族化物(MX₂)被发现之后，由于其高开关比，高迁移率，皮安级的栅极漏电流，克服了短沟道效应，较低的亚阈值摆幅等优点被认为是下一代硅基集成电路的替代品。除了电学上的优越性之外，该类材料还具有近红外到紫外光宽波长范围响应，强光点响应等特点，故而常用来作为光电导，光电二极管，弱光检测等方面。利用MX₂作为沟道材料制备的场效应晶体管(FET)也可以作为有机/无机气体检测，生物化学检测等。

由于量子限域效应和量子尺寸效应，表面效应等，金属在尺寸为纳米级别时会出现一些体材料所没有的物理性质。金纳米粒子在红外和可见光波表现出强的表面等离子体态吸收，这种现象在最近几十年来广受关注。将这种强光吸收与MX₂的电学优越性结合可以有效地提高光电特性，金纳米粒子与半导体的杂化可以有效提高光催化性能，光电稳定性，载流子传输速度和作为发光器件等；此外，由于某些含硫的生物化学大分子能与金纳米粒子形成稳定的硫金键，利用表面金纳米粒子修饰MX₂沟道的FET可以用电学的方式有效且特异性检测这类物质，在生物及化学测试领域有很大的应用前景。但是，目前仍然没有一个有效的方式能够直接简便地在MX₂材料上形成金纳米粒子，大多数的研究者都是通过将化学合成的金纳米粒子胶体通过液相方式旋涂或直接涂覆在MX₂上，这种方式可能会有一些溶液残留，且由于MX₂薄片微米级别的尺寸，使得这种方式制备的金纳米粒子在MX₂材料上不均匀覆盖。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种在二维过渡金属碲化物上制备金纳米粒子的方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

本发明的一种在二维过渡金属碲化物(MTe₂)上制备金纳米粒子的方法，包括以下步骤：

步骤1,将纳米级厚度的过渡金属碲化物薄片转移到基片上；

步骤2，在过渡金属碲化物薄片上沉积金薄膜；

步骤3，将步骤1所得的样品进行退火处理：自室温20℃～30℃，以5～15℃/s的速度升温至300℃～400℃，保温20～40min后，自然冷却。

高温退火后金薄膜由于高温收缩自然形成了金纳米粒子在MTe₂上。

在上述技术方案中，所述所述步骤1中的过渡金属碲化物为WTe₂或MoTe₂。

在上述技术方案中，所述步骤1中的基片为硅或二氧化硅基片。

在上述技术方案中，所述步骤1中的过渡金属碲化物薄片是通过干法转移负载到基片上的。

在上述技术方案中，所述步骤2中的金薄膜是通过电子束蒸发的方式沉积在过渡金属碲化物薄片上。