[发明专利]一种二维材料碲化锗的制备方法

说明书

本发明公开了一种二维材料碲化锗的制备方法：包括以下步骤：(1)称取一定量的碲化锗粉末加入有机溶剂中，混合均匀，其中碲化锗粉末的质量份数与有机溶剂的体积份数比为(2‑100)：(5‑100)，其中质量份的单位为mg，体积份的单位为mL；(2)将步骤(1)中混合均匀的溶液放入细胞粉碎机，进行超声处理；(3)对超声后的碲化锗分散液进行离心处理，取灰黑色的上层清液，二维材料碲化锗分散在上层清液中。本发明的有益效果是：制备方法简单易行，操作简单。

技术领域

本发明涉及二维材料制备技术技术领域，特别是涉及一种二维材料碲化锗的制备方法。

背景技术

二维层状半导体材料具有可调节的带隙、超高的比表面积等优异的性质，拥有独特的光学、电学性质，在科学界引起了广泛的研究热潮。自2004年石墨烯成功剥离以来，越来越多的二维半导体材料，例如过渡金属硫族化合物(MoS₂、MoSe₂、WS₂)和III–IVA的半导体材料(GaS、GaSe、In₂Se₃、InSe)，在光电探测器、场效应晶体管、太阳能电池以及柔性器件等领域表现出极具潜力的应用前景。文献报道碲化锗(GeTe)晶体是一种p型半导体材料，理论计算其带隙约为0.4-0.7eV。(Edwards AH,Pineda AC,Schultz P A,et al.Electronicstructure of intrinsic defects in crystalline germanium telluride.[J].Physical Review B,2005,73(4):045210.)通过理论模拟我们发现碲化锗(GeTe)也是一种具有层状结构的硫族过渡金属化合物，但是其层间相互作用力较大，难以剥离成单层或少层的二维纳米晶体。

目前，国内外许多研究者在碲化锗纳米晶体的制备方面做了许多研究工作。Arachchige等在液相条件下合成了窄分散、小尺寸的碲化锗纳米晶体，可以使其在近红外区的能带吸收增大到0.76–0.86eV。(Arachchige I U,Soriano R,Malliakas C D,etal.Amorphous and Crystalline GeTeNanocrystals[J].Advanced FunctionalMaterials,2011,21(14):2737-2743.)但是只能合成4.3–30.7nm的纳米颗粒，很难应用到器件上。Yu等用气相传递法合成了碲化锗的纳米线和纳米螺旋，并研究了其相转变性质。(Yu D,Wu J,Gu Q,et al.Germanium Telluride Nanowires and Nanohelices withMemory-Switching Behavior[J].Journal of the American Chemical Society,2006,128(25):8148-8149.)这种一维纳米材料也具有一些优异的性质，但是二维的纳米晶体更能有效地调节其能带隙。

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，而提供二维材料碲化锗的制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种二维材料碲化锗的制备方法，包括如下步骤：

(1)称取一定量的碲化锗粉末加入有机溶剂中，混合均匀，其中碲化锗粉末的质量份数与有机溶剂的体积份数比为(2-100)：(5-100)，其中质量份的单位为mg，体积份的单位为mL，所述有机溶剂为乙醇、甲醇、硫醇、二甲基甲酰胺或氯仿；

(2)将步骤(1)中混合均匀的溶液放入细胞粉碎机，进行超声处理，超声处理时间为2-200h，超声功率为100-1000W；

(3)对超声后的碲化锗分散液进行离心处理，取灰黑色的上层清液，二维材料碲化锗分散在上层清液中，其中：离心分离的速度为200r/min-8000r/min，离心时间为5-60min。