[发明专利]有机相硫化镉/碲化镉纳米晶超结构及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，更加具体地说，涉及一种相转移制备硫化镉/碲化镉纳米晶超结构的方法及其在光探测器件上的应用。

背景技术

纳米晶(NCs)具有很强的尺寸效应、特殊的化学组成和优异的电学性质([1]Alivisatos,A.P.Science1996,271,933-937.[2]Zhou,Y.；Yang,M.；Sun,K.；Tang,Z.；Kotov,N.A.J.Am.Chem.Soc.2010,132,6006-6013.)。然而，单个纳米晶之间的电子迁移率极低，且不可能形成连续的电荷运输通路。因此，将单个的纳米晶组装成所需的纳米晶超结构(NCsS)已成为目前的一大挑战。在纳米晶超结构中，纳米晶之间的电子耦合抵消了其量子限域效应，同时会引起载流子迁移率的提高，这将有利于载流子连续运输通路的形成([3]Vanmaekelbergh,D.NanoToday2011,6,419-437.)，对于其这对于光伏器件的研究具有重要意义([4]Xue,D.J.；Wang,J.J.；Wang,Y.Q.；Xin,S.；Guo,Y.G.；Wan,L.J.Adv.Mater.2011,23,3704–3707.[5]Yang,H.Y.；Son,D.I.；Kim,T.W.；Lee,J.M.；Park,W.I.Org.Electron.2010,11,1313.[6]Gaponik,N.；Rogach,A.L.Phys.Chem.Chem.Phys.2010,12,8685-8693)。由于纳米晶超结构在新型纳米结构和纳米器件制备上具有的巨大潜力，因此，纳米晶超结构已经吸引了越来越多的关注([7]Huynh,W.U.；Dittmer,J.J.；Alivisatos,A.P.Science2002,295,2425-2427.[8]Murray,C.B.；Norris,D.J.；Bawendi,M.G.J.Am.Chem.Soc.1993,115,8706-8715.)。

目前，已有科学家合成出了一些具有特殊形貌的纳米晶超结构，如纳米线、纳米片、胶束等([9]Nozik,A.J.；Beard,M.C.；Luther,J.M.；Law,M.；Ellingson,R.J.；Johnson,J.C.Chem.Rev.2010,110,6873-6890.[10]Guo,C.X.；Yang,H.B.；Sheng,Z.M.；Lu,Z.S.；Song,Q.L.；LiC.M.Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,3014-3017.[11]Nikolic,M.S.；Olsson,C.；Salcher,A.；Kornowski,A.；Rank,A.；Schubert,R.；A.；Weller,H.；S.Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,2752-2754.)。在众多已有的纳米结构结构中，Kotov等人报道了一种带状的纳米晶超结构([12]Srivastava,S.；Santos,A.；Critchley,K.；Kim,K.S.；Podsiadlo,P.；Sun,K.；Lee,J.；Xu,C.L.；Lilly,G.D.；Glotzer,S.C.；Kotov,N.A.Science2010,327,1355-1359.)，该纳米带若作为沟通电子、光电、电化学和纳米器件等领域的功能单元将会发挥巨大的作用([13]Xia,Y.；Yang,P.；Sun,Y.；Wu,Y.；Mayers,B.；Gates,B.；Yin,Y.；Kim,F.；Yan,H.Adv.Mater.2003,5,353-389.)。然而，Kotov等人是在水相中制备出这种带状纳米晶超结构的，难以与非极性的有机聚合物形成互溶的混合物，从而无法有效地在NCsS/聚合物界面上实现激子分离，这就限制了其在光电领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过相转移制备硫化镉/碲化镉(CdS/CdTe)纳米晶超结构的方法，并研究了其在光探测器件的应用。在本发明技术方案中，CdTeNCsS通过相转移发生结构转变后，在有机相中与聚合物形成共混物，进而有效地在NCsS/聚合物界面上实现激子分离，从而可以用于光探测器件的制备。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

有机相硫化镉/碲化镉纳米晶超结构及其制备方法，按照下述步骤进行：