一种高密度一维硒掺杂碲化铜链的制备方法

本发明涉及一种高密度一维硒掺杂碲化铜链的制备方法，属于纳米材料。

背景技术：

1、近年来，过渡金属硫化物作为电催化剂和光催化剂在析氢反应上得到了广泛的研究，这使得其在工业上的脱碳环节中扮演着重要的角色。此外，过渡金属硫族化合物可以用作太阳能电池中的材料，并用于氢的能量转换。碲化铜特别是作为cdte/cds光伏电池中的背接触具有非常重要的意义，因为它们有可能增加吸收体接触界面处的电导率。一般来说，关于所谓活性位点的性质和原子排列的精确知识对任何催化反应都很重要。基于这些结构信息，有必要去了解材料在原子尺度上的形貌以及活性位点的物理化学性质。

2、但对于铜碲化合物来说，根据以往的文献来看，其表面形貌是和碲的添加量密切相关的，而且表面往往会存在多种结构相并存的情况。若表面被调控为某一相占绝大多数的话，可以后续根据形貌来了解并设计后续实验手段。

3、专利申请号为2021111297628、一种高密度纳米尺寸单层二氧化钼岛的制备方法，公开了选择银单晶作为衬底，依次将硒粉末和钼金属原子沉积到衬底表面，然后将上述样品升温到生长温度后对样品进行退火处理，之后在样品表面获得了纳米尺寸的单层二硒化钼岛。此外，通过增加硒粉末和钼金属原子的沉积时间，可以获得高密度纳米尺寸的单层二硒化钼岛。但是该专利申请制备得到的是二氧化钼岛产品，不是本发明的铜碲化合物。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种高密度一维硒掺杂碲化铜链的制备方法。本发明利用碲粉末和硒粉末均会与铜衬底发生化学反应形成化合物的策略，将碲粉末沉积到铜衬底表面，以获得在铜衬底上有铜碲化合物、碲原子的样品，将所述样品升温到生长温度后对所述样品进行退火处理，再将硒粉末沉积到样品表面，并将所述样品升温到生长温度后对所述样品进行退火处理，最终得到高密度一维硒掺杂碲化铜链产品。

2、一种高密度一维硒掺杂碲化铜链的制备方法，其具体步骤包括：

3、步骤1、制备铜单晶基底；

4、步骤2、碲粉末蒸发并沉积在步骤1的铜单晶基底得到基底和沉积在基底上的铜碲化合物，沉积过程控制基底上的铜碲化合物和铜单晶基底温度为25～30℃；

5、步骤3、将步骤2的基底和沉积在基底上的铜碲化合物进行第一次升温至生长温度保温处理；

6、步骤4、然后将硒粉末蒸发沉积在经步骤3处理的基底和铜碲沉积物上得到硒掺杂碲化铜沉积物和基底，沉积过程控制基底和沉积物温度为25～30℃；

7、步骤5、将步骤4得到的硒掺杂碲化铜沉积物和基底进行第二次升温至生长温度保温处理得到高密度一维硒掺杂碲化铜链。

8、所述铜单晶基底的制备过程，具体为：

9、步骤1.1、在超高真空腔内，对铜衬底进行氩离子溅射处理得到铜基底；

10、步骤1.2、将步骤1.1得到的铜基底加热到450℃，保温10-30min得到铜单晶基底。

11、所述步骤2中碲粉末蒸发温度为190℃～195℃，沉积时间为25min～30min。

12、所述步骤3和步骤5中生长温度100～400℃，保温30min。

13、所述步骤4中硒粉末蒸发温度为120℃～125℃，沉积时间为1min～2min。

14、上述碲粉末与铜衬底发生化学反应形成铜碲化合物的化学计量比包括但不限于1:1，硒粉末与基底和铜碲沉积物化学计量比包括但不限于1:5。

15、本发明的有益效果是：

16、(1)本发明能制备得到硒掺杂碲化铜链产品，该硒掺杂碲化铜链产品内部结构一维规则有序且具有高密度；

17、(2)本发明制备得到的高密度一维硒掺杂碲化铜链产品，是由铜原子和碲原子以及硒原子构成的平面六元环结构；

18、(3)本发明制备得到的一维硒掺杂碲化铜链宽度小于1纳米，长度大于50纳米，且所有链均一取向。

技术特征：

1.一种高密度一维硒掺杂碲化铜链的制备方法，其特征在于具体步骤包括：

2.根据权利要求1所述的高密度一维硒掺杂碲化铜链的制备方法，其特征在于：所述铜单晶基底的制备过程，具体为：

3.根据权利要求1所述的高密度一维硒掺杂碲化铜链的制备方法，其特征在于：所述步骤2中碲粉末蒸发温度为190℃～195℃，沉积时间为25min～30min。

4.根据权利要求1所述的高密度一维硒掺杂碲化铜链的制备方法，其特征在于：所述步骤3和步骤5中生长温度100～400℃，保温30min。

5.根据权利要求1所述的高密度一维硒掺杂碲化铜链的制备方法，其特征在于：所述步骤4中硒粉末蒸发温度为120℃～125℃，沉积时间为1min～2min。

技术总结
本发明涉及一种高密度一维硒掺杂碲化铜链的制备方法，属于纳米材料技术领域。制备铜单晶基底；碲粉末蒸发并沉积在铜单晶基底得到基底和沉积在基底上的铜碲化合物，沉积过程控制基底上的铜碲化合物和铜单晶基底温度为25～30℃；将基底和沉积在基底上的铜碲化合物进行第一次升温至生长温度保温处理；然后将硒粉末蒸发沉积在基底和铜碲沉积物上得到硒掺杂碲化铜沉积物和基底，沉积过程控制基底和沉积物温度为25～30℃；将得到的硒掺杂碲化铜沉积物和基底进行第二次升温至生长温度保温处理得到高密度一维硒掺杂碲化铜链。本发明制备得到的一维硒掺杂碲化铜链宽度小于1纳米，长度大于50纳米，且所有链均一取向。

技术研发人员：卢建臣,牛格非,蔡金明
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16