[发明专利]一种硫化锡(SnS)@二硫化铌(NbS2)核壳异质结及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种硫化锡(SnS)@二硫化铌(NbS₂)核壳异质结的制备方法及其应用，属于功能纳米材料制备技术领域。以五氯化铌、五水合四氯化锡、二硫化碳为原料，通过溶剂热法以油胺为溶剂、还原剂、表面活性剂，合成了SnS@NbS₂核壳异质结；将异质结的乙醇溶液滴涂在叉指电极上，制得了其对应的光电探测器。

技术领域

本发明涉及SnS@NbS₂核壳异质的结制备方法和应用，属于功能纳米材料制备技术领域。

技术背景

层状金属硫族化合物(Layered metal chalcogenides,LMCs)是一类典型的二维材料，因其在下一代电子和光电子领域的巨大潜力而受到人们的广泛关注。与目前主要研究的n型半导体LMCs(如：钼二硫化(MoS₂)和钨二硫化(WS₂)等)不同，硫化锡(SnS)是为数不多的天然p型半导体，其间接带隙为1.1eV，直接带隙为 1.3eV。由于具有低加工成本、无毒、地球储量丰富、稳定性良好以及优异的电子、光学和光电性能，近年来SnS被人们广泛研究。目前，SnS已被成功应用于太阳能电池、电池、光电探测器等领域。

与许多半导体LCMs类似，基于SnS的电子/光电器件的性能会受到接触电阻的影响。对于半导体LMCs，构建金属/半导体异质结，可以有效减弱费米能级钉扎效应，调节肖特基势垒，进而降低接触电阻。通常人们将半导体与贵金属(如：金(Au)以及铂(Pt)等)，结合构建金属/半导体异质结，减少其接触电阻，但是该方法成本较高。由于LCMs的电学性质与其成分或晶相密切相关，LCMs能够构建包含金属和半导体LMCs的异质结构(如NbS₂/WS₂和1T/2H Mo_1-xW_xS₂金属/ 半导体异质结等)，减少其接触电阻。该方法便捷、有效且成本较低。因此，构建基于金属LMC与半导体SnS异质结构，对基于SnS的各类光电器件具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种SnS@NbS₂核壳异质结的制备方法，将金属性NbS₂与SnS结合，构建了SnS@NbS₂核壳异质结，减小了SnS的接触电阻，并将该异质结应用于光电探测器。

为了解决上述技术问题提出的技术方案是：一种硫化锡(SnS)@二硫化铌(NbS₂)核壳异质结的制备方法，包括如下步骤：

(1)将摩尔比为2:8～4:6的五氯化铌和五水合四氯化锡溶解于油胺，并在高温下脱气；

(2)将上述溶液进一步加热，随后注入二硫化碳硫化，硫化温度为300℃～ 350℃，得到SnS@NbS₂核壳异质结；

(3)将步骤(2)中的所得的SnS@NbS₂核壳异质结中添加乙醇、异丙醇和正己烷的混合液进行洗涤，再用洗涤液洗涤并分散于分散液中。

优选的，所述步骤(1)中SnS@NbS₂核壳异质结的制备方法是五氯化铌、五水合四氯化锡为原料，通过溶剂热法合成。

优选的，所述步骤(1)中，油胺作为溶剂、还原剂以及表面活性剂。

优选的，所述步骤(1)中，脱气温度为100℃至150℃，脱气时间为10～ 20min。

优选的，在于：所述步骤(2)中，二硫化碳作为硫源，反应时间为15min～到3h。

优选的，所述步骤(3)中，所述洗涤液为乙醇、异丙醇或正己烷中的一种或多种，分散液为乙醇、甲醇或水易挥发的溶剂。