[发明专利]一种具有层状结构的化合物晶体定向生长的方法

摘要

本发明公开了一种具有层状结构的化合物晶体定向生长的方法，所述方法是一种非化学方法，可批量制备定向生长的具有层状结构的硫族化合物Ⅴ2Ⅵ3（Ⅴ=Sb,Bi;Ⅵ=S,Se,Te）晶体。即借助玻璃光纤拉丝的方法，将晶体化合物前躯体填充到玻璃管中，然后拉丝。在拉丝过程中，包层玻璃处于粘弹性状态；晶体前躯体处于熔融状态。随着包层玻璃从熔融态快速冷却至室温，然后将包层玻璃用合适的酸溶液腐蚀掉，即得到沿光纤轴向方向定向生长的具有层状结构的硫族化合物晶体。本方法适用性广，尺寸可控，产率高，成本低，且无副产品污染环境。制备的定向生长的硫族化合物晶体微米线有望应用于径向结太阳能电池和热电转换三维的微型器件。

主权项

1.一种具有层状结构的化合物晶体定向生长的方法，其特征在于，步骤如下：（1）包层玻璃的加工：先将包层玻璃用机械冷加工成一个中心带有圆柱形孔的玻璃圆柱，再将玻璃圆柱外表面和圆孔内表面都进行机械和化学抛光，所述圆柱形孔没有贯穿整个玻璃圆柱；（2）晶体的定向生长：将化合物晶体前躯体粉紧密地填充到圆柱形孔中，然后将整个玻璃圆柱置于光纤拉丝炉中加热拉丝；熔融态的晶体前躯体随着包层玻璃成丝，并冷却到室温；拉丝过程中通氩气保护；（3）玻璃包层的腐蚀：将步骤（2）拉制的具有玻璃包层的晶体纤芯的纤维放入酸溶液中水浴加热，然后超声，清洗，即可得到沿光纤轴向方向定向生长的具有层状结构的硫族化合物晶体；其中步骤（1）所述包层玻璃为磷酸盐玻璃或硅酸盐玻璃，且当步骤（1）包层玻璃为磷酸盐玻璃时，步骤（2）所述化合物晶体前躯体粉为Sb2Se3、Sb2Te3、Sb2S3和Bi2Te3中的任意一种；当步骤（1）包层玻璃为硅酸盐玻璃时，步骤（2）所述化合物晶体前躯体粉为Bi2Se3。