[发明专利]一种铜铟硒纳米晶体、纳米薄膜及其制备方法和电子器件

说明书

本发明的实施例提供了一种铜铟硒纳米晶体、纳米薄膜及其制备方法和电子器件，涉及半导体技术领域。该铜铟硒纳米晶体由铜铟硒纳米晶体的制备方法制备而成，该铜铟硒纳米薄膜由铜铟硒纳米薄膜的制备方法制备而成，其中电子器件包括上述的铜铟硒纳米薄膜。由铜铟硒纳米薄膜的制备方法能够减少副产物的产生，并且通过第一前驱体及第二前驱体制备的铜铟硒纳米晶体会使得纳米晶体表面富含硫元素，进而减少有机长链配体，以实现减少粒子之间的间距，载流子以更短的粒子间距通过相邻纳米晶体之间的势垒，因此其能够增强电子耦合并改善电传输特性，能使得由铜铟硒纳米晶体制备的纳米电子器件的性能得到增强。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种铜铟硒纳米晶体、纳米薄膜及其制备方法和电子器件。

背景技术

纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1-100nm)的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分。当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。因此，纳米半导体材料在各类光电器件方面的应用受到了研究人员的广泛关注，由于其独特的晶体结构和能带特征，更是有希望成为下一代最有潜力的纳米电子器件或光电器件。

与二元II-VI或IV-VI半导体材料相比，由I-III-VI族元素组成的半导体纳米材料(如CuInS₂、AgInS₂、CuGaS₂和CuInSe₂)其理化性质多样，且材料不含有毒重金属元素，因此备受关注。其中，铜铟硒(CuInSe₂)是其中最有应用前途的I-III-VI族半导体纳米材料之一。但铜铟硒纳米材料晶体结构与组成比例复杂多变，并且具有多种氧化态，因此在制备过程中极易生成非所需元素比例或晶体结构的副产物，并且在利用上述铜铟硒进行胶体合成过程中，由于铜铟硒纳米晶体通常被长碳链配体覆盖，会导致过长的粒子间距，进而会引起由铜铟硒纳米晶体制备的铜铟硒纳米薄膜的表面产生缺陷状态，从而降低由其制备得到的电子器件的性能。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种铜铟硒纳米晶体、纳米薄膜及其制备方法，其能够通过对利用二烷基二硫代氨基甲酸盐作为前驱体制备的原料，制备出含有铜元素或铟元素的前驱体，并利用上述前驱体及铟粉在惰性气体的环境下得到的铜铟硒纳米晶体，抑制副产物的生产，并由于前驱体本身含有硫元素，因此在上述前驱体的作用能够使得铜铟硒的富金属元素的表面转化为金属硫化物配体富，能够有效的铜铟硒的有机长链配体，减少粒子之间的间距，进而使得得到的铜铟硒通过硫化物键合产生独特的无机连接的纳米薄膜，避免铜铟硒纳米薄膜的表面产生缺陷状态，进而能够提高有其制备的电子器件的性能。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种铜铟硒纳米晶体的制备方法，包括使用二烷基二硫代氨基甲酸盐分别与铜盐与铟盐反应以制备得到第一前驱体及第二前驱体,再将所述第一前驱体、所述第二前驱体与硒粉加入第一有机溶液中得到第一溶液，且所述第一溶液位于含有惰性气体的环境,在所述第一溶液中加入二苯基膦溶液，并在含有所述惰性气体的环境下充分反应得到第二溶液,从所述第二溶液中分离铜铟硒纳米晶体。

在可选的实施方式中，所述二烷基二硫代氨基甲酸盐为二甲基二硫代氨基甲酸盐或，二乙基二硫代氨基甲酸盐或二丙基二硫代氨基甲酸盐。

在可选的实施方式中，所述使用二烷基二硫代氨基甲酸盐分别与铜盐与铟盐反应以制备得到第一前驱体及第二前驱体的步骤包括：

使得二乙基二硫代氨基甲钠酸溶解于异丙醇溶液，并将溶解有所述二乙基二硫代氨基甲钠酸的异丙醇溶液同时加入到氯化亚铜溶液与氯化铟溶液中，以分别制备得到二乙基二硫代氨基甲酸亚铜与二乙基二硫代氨基甲酸铟。

在可选的实施方式中，所述二乙基二硫代氨基甲钠酸、所述氯化亚铜及所述氯化铟的物质的量比为6：3：2；