[发明专利]二维碲纳米片及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种二维碲纳米片，所述二维碲纳米片的厚度为1‑50nm。本发明提供的二维碲纳米片具有优良的光电探测性能。本发明还提供了一种二维碲纳米片的制备方法，包括以下步骤：提供碲原料，采用液相剥离的方法对所述碲原料进行剥离，得到二维碲纳米片，所述二维碲纳米片的厚度为1‑50nm。本发明首次采用液相剥离的方法由非层状的碲原料制得二维碲纳米片，剥离效果良好，且可以实现大规模制备二维碲纳米片，成本较低，制备方法简单易操作。本发明还提供了所述二维碲纳米片在光探测器中的应用。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种二维碲纳米片及其制备方法和应用。

背景技术

二维材料，是指电子仅可在两个维度的非纳米尺度上自由运动(平面运动)的材料，如纳米薄膜、超晶格、量子阱。二维材料是伴随着2004年曼切斯特大学Geim小组成功分离出单原子层的石墨材料—石墨烯(graphene)而提出的。其中包括，被称为“白石墨”的氮化硼，二硫化钼，硅烯，锗烯，黑磷等。

以上所述的这些二维材料都是层状材料，即在层内由较强的化学键组成，而在层间是由弱的范德华力组成。因为通过机械剥离法和液相剥离法很容易将其剥离成二维材料。但是这些二维层状材料的种类是有限的，因此这极大地限制了二维功能材料的发展。发展更多种类的二维功能材料已经迫在眉睫。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种二维碲纳米片，所述二维碲纳米片是一种新型的二维功能材料，具有良好的光电探测功能。

本发明第一方面提供了一种二维碲纳米片，所述二维碲纳米片的厚度为1-50nm。

其中，所述二维碲纳米片的厚度为3-5nm。

其中，所述二维碲纳米片的长宽尺寸为10-200nm。

其中，所述二维碲纳米片的长宽尺寸为30-40nm。

本发明第一方面提供的二维碲纳米片带隙较窄，响应光谱较宽，同时稳定性较好，具有优良的光电探测性能。

本发明第二方面提供了一种二维碲纳米片的制备方法，包括以下步骤：

提供碲原料，采用液相剥离的方法对所述碲原料进行剥离，得到二维碲纳米片，所述二维碲纳米片的厚度为1-50nm。

其中，所述液相剥离法具体包括以下操作：

将所述碲原料加入至溶剂中，在冰浴环境下采用探头超声8-15h；所述探头超声结束后，继续采用水浴超声，所述水浴超声时间为3-10h，所述水浴的温度保持5-15℃；超声后，进行离心和干燥得到二维碲纳米片。

其中，所述探头超声的功率为200-250W；所述水浴超声功率为300-380W。

其中，所述离心的操作包括：采用0.5-6kg的离心力，离心20-35min，取上清液，然后将所述上清液采用10-15kg继续离心25-35min，得到沉淀；所得沉淀干燥后即得所述二维碲纳米片。

其中，所述溶剂包括异丙醇、乙醇、丙酮、水和甲基吡咯烷酮中的至少一种。

现有技术通常采用液相剥离法用来剥离二维层状材料。而本发明首次采用液相剥离法剥离二维非层状金属碲单质材料，并取得成功。

本发明第二方面提供了一种二维碲纳米片的制备方法，首次采用液相剥离的方法由非层状的碲原料制得二维碲纳米片，剥离效果良好，且可以实现大规模制备二维碲纳米片，成本较低，制备方法简单易操作。

本发明第三方面提供了一种如上述所述的二维碲纳米片在光探测器中的应用。

由于本发明的二维碲纳米片具有良好的光电探测性能，因此，可以很好地用于光探测器。

综上，本发明有益效果包括以下几个方面：