一种金纳米粒子修饰的SnS2复合材料及其制备方法与应用

本发明涉及无机纳米材料制备，尤其涉及一种金纳米粒子修饰的sns2复合材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、高性能光电应用对于许多创新技术的探索至关重要，包括光通信、监测和成像。作为光电系统的元素组件，先进光电探测器的发展迎来了无限的机遇。到目前为止，石墨烯和许多类石墨烯的二维(2d)半导体材料，如mos，黑磷，钙钛矿等已经得到了广泛的关注。为了克服快速的电子空穴复合率和有限的检测范围，最近的研究表明，混合维材料(2d-0d、2d-1d、2d-3d)由于不同尺寸材料的捆绑优势和强光-物质相互作用，可以表现出非凡的光敏性能。在各种混合维材料中，2d-0d材料希望呈现其固有的量子约束效应和边缘效应的新特性。

2、半导体-金属异质结就是0d的金属颗粒与2d层状半导体材料结合形成的异质结构，其中0d的金属颗粒常采用金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒、铀纳米颗粒、银纳米簇、铜纳米簇、石墨烯量子点等纳米材料，2d层状半导体常采用过渡金属碳化物(mxene)，过渡金属硫族化合物(tmds)等，但由于0d量子点易于团聚，且电子-空穴容易复合，因此面临响应率低，光转换效率低的问题，且制备方法复杂不适合量产。

3、因此，现有技术还有待于改进和创新。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明提供了一种金纳米粒子修饰的sns2复合材料及其制备方法，以此来解决现有半导体-金属电解质结的响应率和光转换效率低的问题。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

3、本发明的第一方面，提供一种金纳米粒子修饰的sns2复合材料，所述金纳米粒子修饰的sns2复合材料包括sns2纳米片以及负载在所述sns2纳米片上的金纳米粒子，所述sns2纳米片具有二维层状结构。

4、优选的，所述金纳米粒子修饰的sns2复合材料中，所述sns2纳米片与所述金纳米粒子的质量比为1000：(1～50)。

5、优选的，所述sns2纳米片为正六边形结构，所述sns2纳米片的横向尺寸为5～15μm。

6、优选的，所述金纳米粒子为球形结构，球直径为5～10nm。

7、本发明的第二方面，提供一种金纳米粒子修饰的sns2复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

8、将haucl4溶液与柠檬酸溶液混合，得到金前驱体溶液；

9、向所述金前驱体溶液中加入sns2纳米片粉末，依次进行加热、离心处理，得到包括sns2纳米片以及负载在所述sns2纳米片上的金纳米粒子的所述金纳米粒子修饰的sns2复合材料。

10、优选的，所述金前驱体溶液中，金纳米粒子的浓度为0.01～0.04mg/ml。

11、优选的，所述sns2纳米片粉末的制备包括步骤：

12、将氯化锡与硫代乙酰胺溶于水中，得到混合溶液；

13、对所述混合溶液依次进行高压加热、洗涤、干燥处理，得到所述sns2纳米片粉末。

14、优选的，所述混合溶液中，所述sns2纳米片的浓度为3～8mg/ml，所述sns2纳米片为正六边形结构，所述sns2纳米片的横向尺寸为5～15μm。

15、优选的，制备得到的金纳米粒子修饰的sns2复合材料中，所述sns2纳米片与所述金纳米粒子的质量比为1000：(1～50)。

16、本发明的第三方面，提供上述金纳米粒子修饰的sns2复合材料在光电探测器中的应用。

17、有益效果：

18、本发明公开了一种金纳米粒子修饰的sns2复合材料及其制备方法与应用，所述金纳米粒子修饰的sns2复合材料(au@sns2)包括sns2纳米片以及负载在所述sns2纳米片上的金纳米粒子，所述sns2纳米片具有二维层状结构。au@sns2内部的半导体-金属肖特基势垒可以抑制电子-空穴复合，并使光电流密度提高，au@sns2中超快等离子体诱导的热电子注入和转移过程以及肖特基势垒存在导致的电子-空穴复合的抑制，使本发明中的au@sns22d-0d混合低维结构更有利于光吸收和光电转换。

19、au@sns2远高于其他复合材料，在1m氢氧化钾，0v偏置电压条件下响应率提高了近10倍，au@sns2中sns2与au之间独特的半导体-金属异质结构可以大大缩短扩散距离，延长光生成载流子的使用寿命，且具有十分优异的稳定性，可用于高性能光电器件，有望在光通信、监测和成像领域得到应用。作为光电系统的元素组件，高性能光电器件为先进光电探测器的发展带来了无限的机遇。

技术特征：

1.一种金纳米粒子修饰的sns2复合材料，其特征在于，所述金纳米粒子修饰的sns2复合材料包括sns2纳米片以及负载在所述sns2纳米片上的金纳米粒子，所述sns2纳米片具有二维层状结构。

2.根据权利要求1所述的金纳米粒子修饰的sns2复合材料，其特征在于，所述金纳米粒子修饰的sns2复合材料中，所述sns2纳米片与所述金纳米粒子的质量比为1000：(1～50)。

3.根据权利要求1所述的金纳米粒子修饰的sns2复合材料，其特征在于，所述sns2纳米片为正六边形结构，所述sns2纳米片的横向尺寸为5～15μm。

4.根据权利要求1所述的金纳米粒子修饰的sns2复合材料，其特征在于，所述金纳米粒子为球形结构，球直径为5～10nm。

5.一种金纳米粒子修饰的sns2复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的金纳米粒子修饰的sns2复合材料的制备方法，其特征在于，所述金前驱体溶液中，金纳米粒子的浓度为0.01～0.04mg/ml。

7.根据权利要求5所述的金纳米粒子修饰的sns2复合材料的制备方法，其特征在于，所述sns2纳米片粉末的制备包括步骤：

8.根据权利要求7所述的金纳米粒子修饰的sns2复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，所述sns2纳米片的浓度为3～8mg/ml，所述sns2纳米片为正六边形结构，所述sns2纳米片的横向尺寸为5～15μm。

9.根据权利要求5所述的金纳米粒子修饰的sns2复合材料的制备方法，其特征在于，制备得到的金纳米粒子修饰的sns2复合材料中，所述sns2纳米片与所述金纳米粒子的质量比为1000：(1～50)。

10.一种权利要求1-4任一项所述的金纳米粒子修饰的sns2复合材料在光电探测器中的应用。

技术总结本发明公开了一种金纳米粒子修饰的SnS<subgt;2</subgt;复合材料及其制备方法与应用，所述金纳米粒子修饰的SnS<subgt;2</subgt;复合材料(Au@SnS<subgt;2</subgt;)包括SnS<subgt;2</subgt;纳米片以及负载在所述SnS<subgt;2</subgt;纳米片上的金纳米粒子，所述SnS<subgt;2</subgt;纳米片具有二维层状结构。Au@SnS<subgt;2</subgt;内部的半导体‑金属肖特基势垒可以抑制电子‑空穴复合，并使光电流密度提高，Au@SnS<subgt;2</subgt;中超快等离子体诱导的热电子注入和转移过程以及肖特基势垒存在导致的电子‑空穴复合的抑制，使本发明中的Au@SnS<subgt;2</subgt;2维‑0维混合低维结构更有利于光吸收和光电转换。技术研发人员：邢晨阳,李刚,任奕,李家威,周林谚,王沂凡受保护的技术使用者：深圳大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29