[发明专利]一种基于MoS2

说明书

本发明公开了一种基于MoSsubgt;2/subgt;上的InN纳米柱及其制备方法与应用。该复合结构包括Si衬底、生长在Si衬底上的MoSsubgt;2/subgt;基底、MoSsubgt;2/subgt;基底上生长的InN纳米柱。本发明制备的基于MoSsubgt;2/subgt;上的InN纳米柱，MoSsubgt;2/subgt;边缘活性位点数目多，能增强InN纳米柱光生载流子分离与转移效率，能显著提高InN纳米柱的光电转换效率；同时，该制备方法工艺简单、成本低，为其它半导体复合催化材料的制备提供了一种新型的思路。最后，本发明公开的基于MoSsubgt;2/subgt;上的InN纳米柱具有较大的比表面积，对太阳光有较强的吸收，适用于光电解水产氢。

技术领域

本发明涉及InN纳米柱领域，特别涉及一种基于MoS₂上的InN纳米柱及其制备方法与应用。

背景技术

随着时代进步与科技发展，能源已经成为影响人类社会的一个重要因素。目前，煤炭、石油、天然气等传统能源在世界的经济发展中依然占有举足轻重的作用，但是这些资源在地球上的储量却很有限。面对这些问题与挑战，光电化学(Photoelectrochemical，PEC)分解水制氢能够将太阳能有效地转换和存储为清洁的、可再生的氢能。但目前制氢效率并不高，产量有待提高，离工业化生产仍存在着一定距离，主要原因是半导体研制在光生载流子、能带结构、光响应等难点上难以突破。

近年来，Ⅲ-Ⅴ族化合物纳米柱在PEC分解水领域具有广阔的应用前景，其中InN表现出非凡的电荷载流子迁移率，且由于其大的吸收范围(吸收带边位于1771nm)，很适合用于PEC光电极。然而水的氧化还原电位差为1.23eV＞0.7eV,利用能带工程构建异质结被认为是解决这一问题的有效方法。

各种磷化物、氧化物可与大部分的半导体光解水材料结合以实现高效的光解水产氢产氧反应。核－壳或亚簇结构的这类材料具有更佳的可调性和协同效应，在此类材料中，MoS₂价格低廉，无毒，且MoS₂晶格中的S-Mo-S层边缘存在不饱和的Mo原子和S原子，这使得MoS₂边缘存在大量的活性位点。通过改变MoS₂层的数目、平面尺寸、缺陷、形变和晶相或者将MoS₂与其他材料复合，均可以提高活性位点的数量以及其活性强度。因此InN纳米柱与MoS₂的复合异质结结构在光电解水中具有重要的应用前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于MoS₂上的InN纳米柱及其制备方法与应用。本发明的MoS₂边缘活性位点数目多，能显著提高InN纳米柱的光电转换效率；同时，该制备方法工艺简单、成本低，为其它半导体复合催化材料的制备提供了一种新型的思路。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种基于MoS₂上的InN纳米柱，包括Si衬底、生长在所述Si衬底上的MoS₂基底、生长在所述MoS₂基底上的InN纳米柱。

优选的，所述InN纳米柱的高度为100～500nm,直径为60～200nm。

优选的，所述InN纳米柱的高度为200～450nm,直径为65～160nm。

优选的，所述InN纳米柱是一维的InN纳米柱。

优选的，所述Si衬底为超低阻硅，电阻率小于1Ω·cm；所述MoS₂基底为单层MoS₂。

以上任一项所述的一种基于MoS₂上的InN纳米柱的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用CVD法在Si衬底上镀MoS₂膜，在Si衬底上得到MoS₂基底；