本發(fā)明涉及的是一種硫化亞錫誘導(dǎo)生長金納米顆粒的自組裝方法，屬于納米材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

硫化亞錫是性能優(yōu)良的p型半導(dǎo)體，在很多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，可用作晶體管、傳感器、太陽能電池、開關(guān)、電池電極等。不同于諸如石墨烯等零隙半導(dǎo)體的是，硫化亞錫有帶隙，且為間接帶隙，并且其帶隙和原子層數(shù)有重要的聯(lián)系，層數(shù)越薄帶隙越大。也不同于過度金屬二維材料如二硫化鉬，硫化亞錫從塊體到單層都是間接帶隙。但目前硫化亞錫和金納米顆粒的復(fù)合物制備方法還鮮有報道。

金納米顆粒的合成一般采用溶液化學(xué)還原的方法，如用乙二醇或是硼氫化鈉等作為還原劑，但是該方法不能使得金納米顆粒在襯底材料上有序組裝。因此開發(fā)一種簡單有效的方法原位生長金納米顆粒/硫化亞錫復(fù)合物就顯得尤為必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供硫化亞錫/金納米顆粒復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用，工藝簡單，獲得的金納米顆粒的粒徑范圍是幾納米到幾十納米，結(jié)晶性好。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

硫化亞錫/金納米顆粒復(fù)合物，金納米顆粒顆粒在硫化亞錫表面具有取向性排列，金納米顆粒尺寸在15-25納米。

硫化亞錫/金納米顆粒復(fù)合物的制備方法，步驟如下：

（1）機(jī)械剝離硫化亞錫材料，產(chǎn)物厚度50-100nm,大小幾微米到十幾微米，氬氣氣氛中退火后備用。

（2）滴加氯金酸水溶液到機(jī)械剝離的硫化亞錫表面，沉積2-5min,氮?dú)獯底叨嘤嗟囊后w，置于烘箱中加熱反應(yīng)。

氯金酸水溶液的濃度為10%-26%，滴加量為1-3μl；反應(yīng)溫度為120-150℃、反應(yīng)時間2-5min。

（3）反應(yīng)結(jié)束后，快速取出樣品，得到金納米顆粒在硫化亞錫自取向組裝。得到金納米顆粒在硫化亞錫自取向組裝，金納米顆粒大約幾十納米，結(jié)晶性好，該復(fù)合物在光電探測領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

本發(fā)明的原理說明如下：au3+/au0的還原電勢大約為5.5ev(相對于真空而言)，而硫化亞錫的導(dǎo)帶小于5.5ev，因此電子會從硫化亞錫轉(zhuǎn)移到au3+上，使得au3+原位還原成au0。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）得到的產(chǎn)物金納米顆粒粒徑為幾納米到幾十納米，結(jié)晶性好，穩(wěn)定性高；（2）工藝簡單，而且成本低廉，時間較短，環(huán)境友好；（3）該方法制備的硫化亞錫/金納米顆粒復(fù)合物性能優(yōu)越，在光電探測器件、生物傳感等領(lǐng)域具有廣泛重要的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1機(jī)械剝離的硫化亞錫樣品的光學(xué)顯微鏡照片，從照片中可以看出該樣品大小大約幾個微米，厚度魏50-100nm。

圖2為實(shí)施例1機(jī)械剝離的硫化亞錫樣品的raman圖，曲線中出現(xiàn)了硫化亞錫的主要拉曼峰，同時還說明機(jī)械剝離所得硫化亞錫的結(jié)晶性良好。

圖3為實(shí)施例1制備得到的硫化亞錫/金納米顆粒復(fù)合物的掃描電鏡圖，可知金納米顆粒為幾納米到幾十納米，結(jié)晶性好，穩(wěn)定性高，同時顆粒在硫化亞錫表面具有一定的取向排列。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖具體說明

本技術(shù)：

的技術(shù)方案。

硫化亞錫樣品的剝離方法，參見文獻(xiàn)（k.s.novoselov,etalscience,2004,306:666-669）。

實(shí)施例1

一種硫化亞錫誘導(dǎo)生長金納米顆粒的自組裝方法，步驟如下：

（1）機(jī)械剝離得到硫化亞錫，其厚度大約70nm,大小幾微米到十幾微米，氬氣氣氛中退火后備用；

（2）將氯金酸粉末溶解到水中，得到26%的氯金酸水溶液，滴加2μm的氯金酸水溶液到機(jī)械剝離的硫化亞錫表面，沉積2min,氮?dú)獯底叨嘤嗟囊后w，隨后烘箱中反應(yīng)溫度為150℃、反應(yīng)時間5min；

（3）反應(yīng)結(jié)束后，快速取出樣品，得到金納米顆粒在硫化亞錫自組裝，金納米顆粒大約15-25納米，結(jié)晶性好。

實(shí)施例2

一種硫化亞錫誘導(dǎo)生長金納米顆粒的自組裝方法，步驟如下：

（1）機(jī)械剝離得到硫化亞錫材料，其厚度大約85nm,大小幾微米到十幾微米，氬氣氣氛中退火后備用；

（2）將氯金酸粉末溶解到水中，稀釋得到13%的氯金酸水溶液，滴加3μm的氯金酸水溶液到機(jī)械剝離的硫化亞錫表面，沉積3min,氮?dú)獯底叨嘤嗟囊后w，隨后烘箱中反應(yīng)溫度為120℃、反應(yīng)時間5min；

（3）反應(yīng)結(jié)束后，快速取出樣品，得到金納米顆粒在硫化亞錫自組裝，金納米顆粒大約10-15納米，結(jié)晶性好。

實(shí)施例3

一種硫化亞錫誘導(dǎo)生長金納米顆粒的自組裝方法，步驟如下：

（1）機(jī)械剝離得到硫化亞錫材料，其厚度大約100nm,大小幾微米到十幾微米，氬氣氣氛中退火后備用；

（2）將氯金酸粉末溶解到水中，稀釋得到19%的氯金酸水溶液，滴加2μm的氯金酸水溶液到機(jī)械剝離的硫化亞錫表面，沉積4min,氮?dú)獯底叨嘤嗟囊后w，隨后烘箱中反應(yīng)溫度為130℃、反應(yīng)時間3min；

（3）反應(yīng)結(jié)束后，快速取出樣品，得到金納米顆粒在硫化亞錫自組裝，金納米顆粒大約8-12納米，結(jié)晶性好。

實(shí)施例4實(shí)施例1所得復(fù)合物在光電探測領(lǐng)域應(yīng)用案例

硫化亞錫自組裝金納米顆粒復(fù)合物可以應(yīng)用于光電探測領(lǐng)域，將該復(fù)合物作為光電導(dǎo)型器件制作的材料，當(dāng)光照波長和表面的金納米顆粒耦合成表面等離子基元時，金納米顆粒的表面電子會部分注入硫化亞錫表面，與硫化亞錫表面導(dǎo)電的空穴復(fù)合，抑制了光電流，因此，通過調(diào)控金納米顆粒的大小調(diào)節(jié)和光耦合波長，就可以構(gòu)建對光的波長探測器件。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了硫化亞錫/金納米顆粒復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用，制備方法是：機(jī)械剝離硫化亞錫材料，產(chǎn)物厚度50?100nm,大小幾微米到十幾微米，氬氣氣氛中退火后備用；滴加氯金酸水溶液到機(jī)械剝離的硫化亞錫表面，沉積2?5min,氮?dú)獯底叨嘤嗟囊后w，120?150℃反應(yīng)時間2?5；反應(yīng)結(jié)束后，快速取出樣品，得到金納米顆粒在硫化亞錫自取向性組裝，所得金納米顆粒尺寸幾十納米，結(jié)晶性好，在光電探測器件、生物傳感等領(lǐng)域具有廣泛重要的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：晏善成;宋海增;徐欣;王俊;吳建盛

受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京郵電大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2017.08.10

技術(shù)公布日：2017.12.01