锑纳米片及其剥离方法、以及柔性光探测器及其制备方法与流程

本发明涉及光电材料技术领域，且特别涉及锑纳米片及其剥离方法、以及柔性光探测器及其制备方法。

背景技术：

锑烯是一个最近报道的与黑磷同族的二维材料。理论预测表明，锑烯拥有比黑磷更好的稳定性，很高的迁移率，可调的带隙，已经被应用在众多的领域，例如光电器件、电催化、能量存储和癌症治疗等。

但是它很窄的层间距以及很强的结合能使得锑烯的制备很有挑战。只有很少的文章报道了锑烯的成功制备，例如机械剥离，液相剥离以及外延生长。机械剥离可以得到很大片的锑烯但是有着地产率和很费时的缺点；外延生长可以得到晶型较好且尺寸和厚度可控的纳米片，缺点是制备过程中通常用到高温高真空的环境，而且纳米材料的制备需要在特异性的基底上完成，如何将其从基底上转移进行进一步的研究和应用又是一大难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锑纳米片的剥离方法，采用本发明提供的两种高聚物离子液进行液相剥离，具备锑纳米片的产率高的优点。

本发明的另一目的在于提供一种锑纳米片，其应用上述剥离方法制备，得到sb/p([vpim]pf6)纳米片或sb/p([vpim]tfsi)纳米片，能够在制备光探测器中得到应用。

本发明的第三目的在于提供一种光探测器的制备方法，其采用上述剥离方法制备得到的锑纳米片与硫化镉量子点复合，方法简便易行。

本发明的第四目的在于提供一种柔性光探测器，其由sb/p([vpim]pf6)纳米片或sb/p([vpim]tfsi)纳米片复合硫化镉量子点。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种锑纳米片的剥离方法，包括如下步骤：

将锑粉与液相剥离液混合，超声处理2-4h；

其中，液相剥离液为稀释液和高聚物离子液的混合物，稀释液为油性溶剂，高聚物离子液为聚1-乙烯基-3-丙基咪唑六氟磷酸和/或聚1-乙烯基-3-丙基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺。

本发明还提出一种锑纳米片，其由上述锑纳米片的剥离方法制备而得，锑纳米片为sb/p([vpim]pf6)纳米片或sb/p([vpim]tfsi)纳米片。

本发明还提出一种光探测器的制备方法，其包括以下步骤：

根据上述锑纳米片的剥离方法制备待加工纳米片，待加工纳米片为sb/p([vpim]pf6)纳米片或sb/p([vpim]tfsi)纳米片；

将待加工纳米片与硫化镉量子点复合。

本发明还提出一种柔性光探测器，其应用上述光探测器的制备方法制备而得。

本发明实施例提供一种锑纳米片的剥离方法的有益效果是：其采用本发明提供的两种高聚物离子液进行稀释后作为液相剥离液，经过超声处理后锑纳米片的产率较高，具有很好的市场应用前景。本发明提供的锑纳米片，由上述锑纳米片的剥离方法制备而得，锑纳米片为sb/p([vpim]pf6)纳米片或sb/p([vpim]tfsi)纳米片，能够在制备光探测器上得到应用。

本发明实施例提供的一种光探测器的制备方法，其先通过上述锑纳米片的剥离方法制备sb/p([vpim]pf6)纳米片或sb/p([vpim]tfsi)纳米片，然后再将纳米片与硫化镉量子点复合形成光探测器，是一种柔性光电探测器。本发明实施例提供的一种柔性光探测器，由上述光探测器的制备方法制备而得，通过sb/p([vpim]pf6)和cds量子点的复合显着改善了器件的光电流密度和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为研磨之后和球磨之后的锑粉末的扫描电镜图；

图2为不同溶剂玻璃锑纳米片悬浮液的照片及分散液对应的吸光度；

图3为锑纳米片在不同溶液中的吸光光谱图；

图4为两种锑纳米片的浓度依赖吸光光谱；

图5为sb/p([vpim]pf6)和大块sb的拉曼图；

图6为块状sb、sb/p([vpim]pf6)的xrd图谱，以及大块锑和sb/p([vpim]pf6)的xps光谱；

图7为块状sb晶体、sb/p([vpim]tfsi)以及水中超声的锑的xps光谱图；

图8为sb/p([vpim]pf6)的透射电镜、tem、afm测试图；

图9为sb/p([vpim]pf6)的afm图像；

图10为光电探测器的示意图，以及sb/p([vpim]pf6)/cds，纯cds和sb/p([vpim]pf6)薄膜的器件的拉曼光谱；

图11为sb/p([vpim]pf6)/cds、纯cds膜的器件以及器件的横截面sem图像；

图12为基于sb/p([vpim]pf6)/cds光电探测器的各项性能测试图；

图13为基于纯cds光电探测器的各项性测试图；

图14为基于sb/p([vpim]pf6)的光电探测器的性能测试图；

图15为sb和cds的能带图以及推测的机理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的锑纳米片及其剥离方法、以及柔性光探测器及其制备方法进行具体说明。

本发明实施例提供的一种锑纳米片的剥离方法，其包括如下步骤：将锑粉与液相剥离液混合，超声处理2-4h；其中，液相剥离液为稀释液和高聚物离子液的混合物，稀释液为油性溶剂，高聚物离子液为聚1-乙烯基-3-丙基咪唑六氟磷酸和/或聚1-乙烯基-3-丙基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺。

需要说明的是，采用本发明实施例提供的两种高聚物离子液稀释后进行液相剥离，经过超声处理后锑纳米片的产率较高，具有很好的市场应用前景。聚1-乙烯基-3-丙基咪唑六氟磷酸(p([vpim]pf6))和聚1-乙烯基-3-丙基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺(p([vpim]tfsi))为固态，其具体的结构为：

两种高聚物离子液的合成原理可以表示为：

具体可以参考文献“advancedapplicationsofionicliquidsinpolymerscience”。

具体地，稀释液选自n-甲基吡咯烷酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚和n，n-二甲基甲酰胺中的至少一种，优选为n，n-二甲基甲酰胺(dmf)。一般的油性溶剂均可以用于稀释高聚物离子液，采用n，n-二甲基甲酰胺的分散性能更好，有利于进一步提升锑纳米片的产率。

具体地，锑粉用量为每毫升液相剥离液中加入0.5-2mg，优选为0.7-1.2mg。聚1-乙烯基-3-丙基咪唑六氟磷酸在稀释液中的浓度为12-14mg/ml，聚1-乙烯基-3-丙基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺在稀释液中的浓度为7-8mg/ml。为了达到更好的产率，液相剥离液的浓度以及锑粉的用量需要进行严格的控制，锑粉的用量过小会降低锑纳米片的产率，锑粉的用量过大造成原料浪费。

优选地，锑粉是由锑晶体研磨5-15min后，再球磨2-4h；其中，球磨过程中的转速是450-550rpm。发明人发现，采用球磨的方式进行研磨后有利于进一步提高原料利用率，这可能是由于低转速球磨的预处理过程，使得这些大块锑晶体几乎都被削减了，因此极大的提高了后续超声过程的原料利用率，加上高聚物离子液很好的分散效果，使锑纳米片的收率较高。

本发明实施例还提供了一种锑纳米片，其由上述锑纳米片的剥离方法制备而得，锑纳米片为sb/p([vpim]pf6)纳米片或sb/p([vpim]tfsi)纳米片，具有良好的晶体结构和微米级别的横向尺寸，能够在制备光探测器中得到应用。

本发明实施例还提供了一种光探测器的制备方法，其包括以下步骤：根据上述锑纳米片的剥离方法制备待加工纳米片，待加工纳米片为sb/p([vpim]pf6)纳米片或sb/p([vpim]tfsi)纳米片；将待加工纳米片与硫化镉量子点复合。

具体地，待加工纳米片与硫化镉量子点复合方法可以为现有的多种复合方法，为了从没有任何配体的水溶液直接合成cds量子点，应用顺序化学浴沉积(scbd)方法。

进一步地，将待加工纳米片与硫化镉量子点复合的过程包括以下步骤：将待加工纳米片浓缩至0.1-0.3mg/ml，然后在基底薄膜上干燥成膜得到具有纳米片层的基底材料；采用顺序化学浴沉积法在具有纳米片层的基底材料上复合硫化镉量子点。

优选地，基底薄膜为ito/pet基底，待加工纳米片的成膜厚度为4-6μm，电极间隔为90-110nm。同时，可以控制成膜宽度约为0.3-0.5cm，如0.4cm，成膜长度约为0.2-0.3cm。干燥成膜的过程可以是在常温下真空干燥的方式，干燥2h左右。

具体地，在具有纳米片层的基底材料上复合硫化镉量子点的过程包括：将具有纳米片层的基底材料依次浸入四个不同器皿中，每次停留时间为25-35s；其中，第一个器皿中装有cdcl2水溶液，第二个器皿中装有na2s水溶液，第三个器皿和第四个器皿中均装有水。

为了达到更好的复合效果，cdcl2水溶液和na2s水溶液的浓度均为0.04-0.06mol/l；将有纳米片层的基底材料依次浸入四个不同器皿中的操作重复8-12次，如10次。这样的循环重复10次，得到黄色薄膜。cds薄膜的大小用胶带控制，长度为0.25cm，宽度为0.4cm，位于sb/p([vpim]pf6)薄膜的顶部，滑移约为0.05厘米。

本发明实施例还提供了一种柔性光探测器，其应用上述光探测器的制备方法制备而得，通过sb/p([vpim]pf6)和cds量子点的复合显着改善了器件的光电流密度和稳定性。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种锑纳米片的剥离方法，其包括以下步骤：

将大块锑晶体在玛瑙研钵中朝同一个方向匀速研磨5min，研磨好的锑粉末放到球磨机中以450rpm转速再磨2h。将处理过的锑粉末以0.5mg/ml的量放入n-甲基吡咯烷酮稀释的高聚物离子液中，放入冰浴的超声清洗机中超声处理2h。其中，高聚物离子液为聚1-乙烯基-3-丙基咪唑六氟磷酸(p([vpim]pf6))，p([vpim]pf6在稀释液中的浓度为12mg/ml。

实施例2

本实施例提供一种锑纳米片的剥离方法，其包括以下步骤：

将大块锑晶体在玛瑙研钵中朝同一个方向匀速研磨15min，研磨好的锑粉末放到球磨机中以550rpm转速再磨4h。将处理过的锑粉末以2mg/ml的量放入二氯甲烷稀释的高聚物离子液中，放入冰浴的超声清洗机中超声处理4h。其中，高聚物离子液为聚1-乙烯基-3-丙基咪唑六氟磷酸(p([vpim]pf6))，p([vpim]pf6在稀释液中的浓度为14mg/ml。

实施例3

本实施例提供一种锑纳米片的剥离方法，其包括以下步骤：

将大块锑晶体在玛瑙研钵中朝同一个方向匀速研磨10min，研磨好的锑粉末放到球磨机中以500rpm转速再磨3h。将处理过的锑粉末以0.7mg/ml的量放入乙酸乙酯稀释的高聚物离子液中，放入冰浴的超声清洗机中超声处理3h。其中，高聚物离子液为聚1-乙烯基-3-丙基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺(p([vpim]tfsi))，p([vpim]tfsi)在稀释液中的浓度为7mg/ml。

实施例4

本实施例提供一种锑纳米片的剥离方法，其包括以下步骤：

将大块锑晶体在玛瑙研钵中朝同一个方向匀速研磨10min，研磨好的锑粉末放到球磨机中以500rpm转速再磨3h。将处理过的锑粉末以1.2mg/ml的量放入石油醚稀释的高聚物离子液中，放入冰浴的超声清洗机中超声处理3h。其中，高聚物离子液为聚1-乙烯基-3-丙基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺(p([vpim]tfsi))，p([vpim]tfsi)在稀释液中的浓度为7.61mg/ml。

实施例5

本实施例提供一种锑纳米片的剥离方法，其包括以下步骤：

将大块锑晶体在玛瑙研钵中朝同一个方向匀速研磨10min，研磨好的锑粉末放到球磨机中以500rpm转速再磨3h。将处理过的锑粉末以1mg/ml的量放入n，n-二甲基甲酰胺(dmf)稀释的高聚物离子液中，放入冰浴的超声清洗机中超声处理3h。其中，高聚物离子液为聚1-乙烯基-3-丙基咪唑六氟磷酸(p([vpim]pf6))，p([vpim]pf6)在稀释液中的浓度为13mg/ml。

实施例6

本实施例提供一种光探测器的制备方法，其包括以下步骤：

首先，根据实施例5中的制备方法制备锑纳米片，得到sb/p([vpim]pf6)纳米片。

其次，将sb/p([vpim]pf6)纳米片浓缩至0.1mg/ml，然后在ito/pet基底上干燥成膜得到具有纳米片层的基底材料，成膜厚度为4μm，长度为0.2cm，宽度为0.3cm；刀片在柔性ito/pet基底上轻轻划一刀，控制间距在90nm左右，以使电极间隔。

最后，将具有纳米片层的基底材料依次浸入0.04mol/l的cdcl2水溶液、0.04mol/l的na2s水溶液、超纯水、超纯水中，每次停留时间约为25s，循环重复8次。

实施例7

本实施例提供一种光探测器的制备方法，其包括以下步骤：

首先，根据实施例5中的制备方法制备锑纳米片，得到sb/p([vpim]pf6)纳米片。

其次，将sb/p([vpim]pf6)纳米片浓缩至0.3mg/ml，然后在ito/pet基底上干燥成膜得到具有纳米片层的基底材料，成膜厚度为6μm，长度为0.3cm，宽度为0.5cm；刀片在柔性ito/pet基底上轻轻划一刀，控制间距在110nm左右，以使电极间隔。

最后，将具有纳米片层的基底材料依次浸入0.06mol/l的cdcl2水溶液、0.06mol/l的na2s水溶液、超纯水、超纯水中，每次停留时间约为35s，循环重复12次。

实施例8

本实施例提供一种光探测器的制备方法，其包括以下步骤：

首先，根据实施例5中的制备方法制备锑纳米片，得到sb/p([vpim]pf6)纳米片。

其次，将sb/p([vpim]pf6)纳米片浓缩至0.2mg/ml，然后在ito/pet基底上干燥成膜得到具有纳米片层的基底材料，成膜厚度为5μm，长度为0.25cm，宽度为0.4cm；刀片在柔性ito/pet基底上轻轻划一刀，控制间距在100nm左右，以使电极间隔。

最后，将具有纳米片层的基底材料依次浸入0.05mol/l的cdcl2水溶液、0.05mol/l的na2s水溶液、超纯水、超纯水中，每次停留时间约为30s，循环重复10次。

实施例9

本实施例提供一种光探测器的制备方法，其包括以下步骤：

首先，根据实施例4中的制备方法制备锑纳米片，得到sb/p([vpim]tfsi)纳米片。

其次，将sb/p([vpim]tfsi)纳米片浓缩至0.2mg/ml，然后在ito/pet基底上干燥成膜得到具有纳米片层的基底材料，成膜厚度为5μm，长度为0.25cm，宽度为0.4cm；刀片在柔性ito/pet基底上轻轻划一刀，控制间距在100nm左右，以使电极间隔。

最后，将具有纳米片层的基底材料依次浸入0.05mol/l的cdcl2水溶液、0.05mol/l的na2s水溶液、超纯水、超纯水中，每次停留时间约为30s，循环重复10次。

对比例1

本对比例提供一种锑纳米片的剥离方法，与实施例5大致相同，不同之处在于，不加入p([vpim]pf6)，仅采用dmf进行处理。

对比例2

本对比例提供一种锑纳米片的剥离方法，与对比例1大致相同，不同之处在于dmf替换为2-丁醇。

对比例3

本对比例提供一种锑纳米片的剥离方法，与对比例1大致相同，不同之处在于dmf替换为异丙醇水溶液，异丙醇与水的体积比为4:1。

对比例4

本对比例提供一种锑纳米片的剥离方法，与对比例1大致相同，不同之处在于dmf替换为异丙醇(ipa)。

对比例5

本对比例提供一种锑纳米片的剥离方法，与实施例5大致相同，不同之处在于，研磨过程仅采用研钵进行研磨，研磨总时间不变。

试验例1

对实施例5中的制备方法中研磨过程进行测试，采用扫描电镜分析的方式，测试预处理后锑粉末的状态，结果见图1。图中a，b是研钵研磨之后的锑粉末；c，d是球磨之后的锑粉末。可见，手工的研磨难免会遗漏掉很多超过20微米的锑的大块，如果不削减这些大块会极大的降低液相剥离的效率；而低转速球磨之后的锑粉末有大约2微米以内的比较均匀的大小，并且几乎看不到大块的锑晶体，为后面高效的液相剥离提供了很好的材料基础。

试验例2

将实施例4-5以及对比例1-4中锑的分散效果进行测定，结果见图2和图3。图2中1-6依次表示对比例1、实施例5、实施例4、对比例2、对比例3、对比例4，采用分光光度计进行测试结果如图2中b所示。测试实施例4和实施例5中制备的锑纳米片的浓度依赖吸收光谱，结果见图4。

图2a，b表示锑分散在不同溶剂中的照片和它们在1000nm处的吸光度值，为了方便描述，锑分散在稀释的p([vpim]pf6)和p([vpim]tfsi)中被命名为sb/p([vpim]pf6)和sb/p([vpim]tfsi)。

锑的分散液是灰色的，更深的灰色代表更高的浓度。锑分散在dmf中的吸光度为0.039，但是在dmf中加入p([vpim]pf6)，p([vpim]tfsi)辅助超声分散之后吸光度提升到了0.65和0.53，最高的吸光度0.65是用2-丁醇超声分散的锑所达到吸光度(0.30)的两倍多，而锑分散在ipa:water(4:1)和ipa中的吸光度分别为0.21和0.06。可见，本发明实施例中应用高聚物离子液进行分散的效果十分理想，能够显著提高锑纳米片的产率。

而现有技术中不进行球磨过程单独采用dmf、2-丁醇、ipa:water(4:1)以及ipa进行分散所对应的吸光度也小于本申请中各自对应的吸光度。这归因于手工的研磨难免会遗漏掉很多锑的大块，而低转速球磨的预处理过程，使得这些大块几乎都被削减了，因此极大的提高了接下去的超声过程的原料利用率。

为了得到锑纳米片的浓度，测量pil修饰的sb纳米片的分子消光系数，如图4。当在700nm处测量的波长时，sb/p([vpim]pf6)和sb/p([vpim]tfsi)的消光系数值分别为3.41lg^-1cm^-1和4.59lg^-1cm^-1。sb/p([vpim]pf6)在所有样品中呈现最深的灰色，浓度达到0.20mgml-1，相当于20％的产率，据我们所知，这锑纳米片液相剥离的最高产率。

因此，本发明实施例中通过低转速球磨配合高聚物离子液很好的分散效果，使最终锑纳米片的收率显著提高。

试验例3

测试实施例5中sb/p([vpim]pf6)和大块sb的拉曼图结果如图5。图5表示大块sb晶体和sb/p([vpim]pf6)的拉曼光谱(由633nm激光激发)。通过使用来自硅衬底的主要散射峰在520cm^-1处固定拉曼的校准标准。在大约110cm^-1和149cm^-1处的两个峰分别归因于sb晶体的eg和alg振动模式。相比之下，sb/p([vpim]pf6)的两个拉曼峰显示蓝移。这些变化归因于当层数减少时晶格常数收缩或长程库仑层间相互作用。观察到的sb/p([vpim]pf6)的蓝移与先前关于少层锑纳米片的报道非常一致，表明在高聚物离子液辅助的剥离条件下大块sb成功转化为薄sb纳米片。

测试实施例5中块状sb晶体，球磨后的sb粉末和sb/p([vpim]pf6)的x射线衍射(xrd)图谱，结果如图6中a；测试实施例5中大块锑和sb/p([vpim]pf6)的xps光谱，结果如图6中b。测试实施例4中块状sb晶体，sb/p([vpim]tfsi)，水中超声的锑的xps光谱图，分别见图7中a、b和c。

为了研究大块sb，球磨后sb粉末和锑纳米片的晶体结构，我们进行了xrd的测试，结果如图6a。值得注意的是，球磨后的sb粉末得到了与锑烯几乎相同的xrd图案，锑纳米片的(003)面(对应的23.78处的峰值)与块状sb晶体相比可忽略不计，表明我们成功地得到了sb纳米片。图6b是sb/p([vpim]pf6)的高分辨率x射线光电子能谱(xps)光谱。拟合分析结果表明，sb/p([vpim]pf6)的sb3d(5/2和3/2)峰可以分解成五个峰。对于块状sb，存在相当大比例的氧化物；这些可能是在储存期和xps分析前的预处理过程中形成的。而对比图7a所示的块状sb的xps光谱，sb/p([vpim]pf6)具有更低的sb0含量和更高的氧化物(sb2o3和sb2o5)含量。这主要是因为获得的锑纳米片具有很少的层和很大的比表面积，也能说明锑纳米片的成功剥离。

试验例4

测试实施例5中sb/p([vpim]pf6)的透射电镜(tem)图像、高分辨率tem(hrtem)图像(插图：相应的选区电子衍射图案)、afm图像。结果见图8，图中a表示sb/p([vpim]pf6)的透射电镜(tem)图像；b表示sb/p([vpim]pf6)的高分辨率tem图像；c，d表示sb/p([vpim]pf6)的afm图像。(插图：相应的高度轮廓图)。

测试实施例5中sb/p([vpim]pf6)的afm图像，结果如图9(插图：相应的高度轮廓图)。

为了研究sb/p([vpim]pf6)的晶体结构和质量，我们测试了样品的透射电子显微镜(tem)，高分辨率透射电子显微镜(hrtem)和选择区域电子衍射(saed)。图8a是sb/p([vpim]pf6)的tem图像，证实所获得的反萘烯具有良好的晶体结构，横向尺寸超过1微米。图8b是sb/p([vpim]pf6)的hrtem图像(插图是相应的saed图案)。得到的(100)的d间距测量为0.23nm，与先前报道的结果一致。可以推断出sb/p([vpim]pf6)具有菱形结构(沿[001]晶带轴观察是β相)而不是正交结构(α相)。还使用原子力显微镜(afm)来确定所获得的锑纳米片的厚度。图8c，d和图9表示了sb/p([vpim]pf6)的afm图像。为了确保除去所有过量的pil，在afm测量之前将样品用dmf洗涤三次。值得注意的是，从图8c，d再次证明所得的锑纳米片的横向尺寸为微米级别。轮廓分析显示sb/p([vpim]pf6)纳米片的厚度在2.2至5.1nm之间变化，对应于约6至14层，假设单层sb的厚度为约0.37nm。综上所述，我们成功地获得了少层的锑纳米片，并且具有良好的晶体结构和微米级别的横向尺寸。

试验例5

图10a为实施例8中制备得到的光电探测器的示意图，图10b为sb/p([vpim]pf6)/cds，纯cds和sb/p([vpim]pf6)薄膜的器件的拉曼光谱。图11中，a为sb/p([vpim]pf6)/cds，b为纯cds膜的器件，c为器件的横截面的sem图像。

如图10a所示，柔性氧化铟锡/聚对苯二甲酸乙二醇酯(ito/pet)基板的宽度约为0.4cm，其长度约为2cm。将浓缩的sb/p([vpim]pf6)纳米片直接离心浇铸在ito/pet基底上，得到均匀的薄膜，sb/p([vpim]pf6)薄膜位于ito电极的顶部，间隙≈100微米。随后的s-cbd溶液表面上方露出sb层0.05cm。

图10b表明cds成功沉积在sb/p([vpim]pf6)层上。该器件的活性层形貌特征可以在图11中看到。表面sem图像(图11a)显示cds在锑纳米片上均匀生长，而单独的cds很容易聚集(图11b)。活性层的厚度可以从截面sem图(图11c)像得到平均约5μm。

试验例6

对实施例8制备得到的光电探测器的性能进行测试，包括光电流密度、i-v特性曲线、以不同曲率弯曲时的光电流密度以及稳定性等。结果如图12所示，图12中：a表示光电流密度；b表示i-v特性曲线；c表示不同曲率弯曲时的光电流密度；d表示稳定性测试。图13中a表示不同电位下的光电流密度；b表示i-v特性曲线；c表示稳定性测试。图14中a表示i-v特性曲线；b表示稳定性测试。

图12-14的分析：图12a示出了在不同偏压下sb/p([vpim]pf6)/cds柔性光电探测器装置的光电流响应，其中光源功率强度保持在约20mwcm^-2。光电流密度随着偏压的升高而增加，在0v偏压下为约20nacm^-2，在3v下增加至160nacm^-2。在1v偏压下，柔性光电探测器的开关比为26.8。如图12b所示。在3v的偏置电位下，sb/p([vpim]pf6)/cds柔性光电探测器的响应度为10μaw^-1。为了比较，微米也测量纯cds和纯sb/p([vpim]pf6)柔性光电探测器的性能，如图13和14所示。在图13a中，当光突然出现并消失时，纯cds基柔性光电探测器的电流突然上升和下降。因为作为热电材料由于其非中心对称性，当由光照射引起突然加热或冷却时，cds将在两个极端处由诱导的热电极化电荷(热电荷)产生瞬时电位。然而，在基于sb/p([vpim]pf6)/cds的柔性光电探测器中没有这种现象，这也证明cds已经成功地与sb/p([vpim]pf6)复合。比较它们的i-v曲线时，纯cds基柔性光电探测器装置在1v的偏压下的开关比为9.4，仅为复合膜装置的三分之一。此外，基于sb/p([vpim]pf6)的柔性光电探测器装置的开关比较小，说明cds主要在混合装置中的光吸收中起作用。

柔性光电探测器的重要特征是柔性，因此我们在各种弯曲状态下测试了sb/p([vpim]pf6)/cds柔性光电探测器的稳定性，如图12c所示。插图照片表示柔性光电探测器的相应弯曲程度。由于具有适当带隙的高浓度锑纳米片具有优异的机械柔韧性；锑纳米片的高聚物离子液包裹层提供良好的材料与电极接触；并且sb纳米片为cds量子点适当的分布提供平坦的基底。因此光电探测器几乎不受外部弯曲应力的影响。

对于实际应用，长时间的稳定性是决定灵活光电探测器寿命的关键参数。因此测试了sb/p([vpim]pf6)/cds柔性光电探测器的稳定性，如图12d所示。在暴露于周围环境15天后，光电流密度仅降低不到10％。而且，在超过160s的实验时间内，光电流密度几乎保持不变。然而，与纯cds基柔性光电探测器的性能相比(图13c)，光电流密度出现大幅下降(超过80％)。并且在单次试验中，纯cds基柔性光电探测器的光电流强度已经下降了近40％，表明纯cds基柔性光电探测器的稳定性差。因此，sb/p([vpim]pf6)和cds量子点的复合显着改善了器件的光电流密度和稳定性。

试验例7

发明人对sb/p([vpim]pf6)/cds的柔性光电探测器的工作机制进行了推测，结果见图15。基于上述实验结果结合锑和硫化镉能带的分析，图15表示基于sb/p([vpim]pf6)/cds的柔性光电探测器的工作机制示意性。在能量与活性层的带隙匹配的可见光照射下，主要吸收能量的是cds量子点。我们推测，由于sb/p([vpim]pf6)可以作为空穴传输层，因此在光激发下从cds的价带留下的空穴可以有效地移动到sb/p([vpim]pf6)层的表面。从而抑制cds的光致腐蚀并且增强sb/p([vpim]pf6)/cds层的稳定性。此外，通过该空穴传输过程，sb/p([vpim]pf6)层主要传输空穴，而cds层主要传输电子，从而提升了器件的光电流响应。

综上所述，本发明提供的锑纳米片的剥离方法，其采用本发明提供的两种高聚物离子液进行稀释后作为液相剥离液，经过超声处理后锑纳米片的产率较高，具有很好的市场应用前景。由上述锑纳米片的剥离方法制备的纳米片为sb/p([vpim]pf6)纳米片或sb/p([vpim]tfsi)纳米片，能够在制备光探测器上得到应用。

本发明实施例提供的一种光探测器的制备方法，其先通过上述锑纳米片的剥离方法制备sb/p([vpim]pf6)纳米片或sb/p([vpim]tfsi)纳米片，然后再将纳米片与硫化镉量子点复合形成光探测器，是一种柔性光电探测器。本发明实施例提供的一种柔性光探测器，由上述光探测器的制备方法制备而得，通过sb/p([vpim]pf6)和cds量子点的复合显着改善了器件的光电流密度和稳定性。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。