[发明专利]一维二硒化铂纳米带的制备方法及制备的二硒化铂纳米带

说明书

公开一种一维二硒化铂纳米带的制备方法，能够同时实现大规模、高质量制备和自取向制备。其包括：(1)在SiO₂/Si衬底上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，使用电子束曝光产生纳米带图形；(2)使用显影液溶解曝光部分的PMMA，并用定影液去除残留的显影液；(3)使用电子束蒸发在衬底上淀积一层金属铂，使用无水丙酮溶解PMMA，将非纳米带区域的金属铂剥离掉，得到金属铂纳米带；(4)将金属铂纳米带放置于管式炉的中间位置，在上游位置放置硒源，将硒源加热到220～300℃；(5)密封管式炉的腔体并抽真空后，以流量为40～70sccm的氮气为载气，将腔体升温至420～500℃持续一小时后，自然冷却至室温，得到二硒化铂纳米带。

技术领域

本发明涉及低维纳米材料的领域，尤其涉及一种一维二硒化铂纳米带的制备方法，以及按照该制备方法制备的二硒化铂纳米带。

背景技术

二硒化铂是一种新兴的二维过渡金属硫族化合物材料，其带隙可通过控制厚度在0～1.2eV的范围内进行调谐。因其具有丰富的电学和光学性质，二硒化铂被认为在微纳电子学和光电领域有着广泛的潜在应用。二硒化铂在不同的晶格取向上具有不同的物理化学性质，在锯齿形方向上具有相较于扶手椅方向更好的导电性，其各向异性也备受研究者的关注。制备一维纳米带是一种研究、应用二维材料各向异性的常用方法。

目前实验上制备一维纳米带的方法主要有两种。一种是通过高分辨率的表征方法(如角分辨偏振拉曼光谱)确定二维材料的晶格取向，然后利用电子束曝光等光刻方法进行图形化。这种方法能够精确地获得具有某一种晶格取向的一维纳米带，但是其复杂的制备流程决定了这种方法不适合进行大规模纳米带生长。另一种方法是化学切割法，通过液相电化学剥离对块状二维材料进行化学切割，从而获得一维纳米带结构。这种方法可以实现一维纳米带的大规模制备，但是会产生二维纳米片、零维量子点等副产物，再加上溶液中各种杂质离子及官能团，一起对纳米带的质量、均一性造成了影响。

除本发明外，目前并没有一种锯齿形自取向二硒化铂纳米带的合成方法。湘潭大学郝国林等人发明了一种基于空间限域策略制备单层二硒化钨纳米带的方法。该方法的具体步骤如下：

(1)将基底进行清洗处理；

(2)将处理后的基底置于高温管式炉的加热中心，按气流由上游至下游的顺序，将装有硒粉的氧化铝舟放置于上游，装有三氧化钨和基底的舟放置于下游的加热中心；

(3)向高温管式炉的反应腔内通入氩气和氢气，对反应腔进行清洗；

(4)升高管式炉的温度至800～850℃，从而使硒粉的温度控制在400～

450℃、三氧化钨的温度控制在800～850℃，进行二硒化钨的生长；

(5)二硒化钨生长结束后，温度降至室温，同时关闭氩气和氢气，即得到单层二硒化钨纳米带。

二硒化钨是一种在结构上与二硒化铂相似的层状材料，因此其制备方法在一定程度上也适用于二硒化铂。该方法的优点在于：

(1)可以实现二硒化钨纳米带的空间限域生长；

(2)生长方法简单易行，可以实现批量生长。

但是，该方法也存在如下缺点：

(1)无法控制所生长的纳米带的晶格取向；

(2)对于生长的纳米带的厚度、宽度不能进行自由调控。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种一维二硒化铂纳米带的制备方法，其能够同时实现大规模、高质量制备和自取向制备。

本发明的技术方案是：这种一维二硒化铂纳米带的制备方法，其包括以下步骤：