一种铋硒溴单晶纳米线及其制备方法

本发明属于纳米材料，具体涉及一种铋硒溴单晶纳米线及其制备方法。

背景技术：

1、自从首次通过机械剥离法成功制备二维石墨烯以来，二维材料凭借其独特的物理化学性质迅速成为凝聚态物理与材料科学领域的研究热点。目前，已报道多种制备二维材料的方法，包括机械剥离、化学气相沉积、液相法以及原子层沉积等。在电子与光电子器件应用层面，具有适当带隙、高载流子迁移率及良好环境稳定性的二维半导体材料备受关注。其中，v-vi-vii族三元化合物因其独特的层状结构和面内各向异性而逐渐进入研究视野。

2、在各种三元层状材料中，化学气相沉积法作为一种生长高质量单晶纳米材料的通用方法，已成功制备出多种三元卤化物体系。铋硒溴（bisebr）便是其中一种具有代表性的准一维链状结构化合物。该材料属于v-vi-vii族三元化合物，晶体结构由bisebr双链沿特定晶向排列而成，链间通过较弱的范德华力相结合。bisebr具有适中且可调的带隙（约1.4~1.7 ev），赋予其在近红外及可见光波段的光电响应潜力。同时，其本征的p型导电特性与高的环境稳定性，使其在构建场效应晶体管、红外光电探测器及非线性光学器件等方面展现出独特优势。此外，bisebr独特的链状结构赋予其显著的拉曼光谱角度依赖性和各向异性电导率，为开发偏振敏感型光电器件提供了新的材料平台。然而，目前关于高质量bisebr单晶纳米线的可控合成及其物性调控策略的研究仍相对有限，极大地限制了其潜在应用价值的深入挖掘。因此，开发一种能够制备高质量bisebr单晶纳米线的方法，对于系统研究其本征物理性能及推动其在光电子领域的实际应用具有重要的科学意义。

技术实现思路

1、本发明提供了一种铋硒溴单晶纳米线及其制备方法，该制备方法可控性好，制备的纳米线结晶质量高。

2、一种铋硒溴单晶纳米线的制备方法，包括如下步骤：

3、s1、将溴化铋和硒粉混合均匀，得到前驱体粉末；

4、s2、将前驱体粉末转移至瓷舟中；

5、s3、将sio2/si衬底的氧化层面朝下，水平覆盖在前驱体下游的瓷舟上；将瓷舟转移至管式炉中，升温反应，冷却后即在sio2/si衬底表面制备得到了铋硒溴单晶纳米线。

6、进一步的，s1中，所述溴化铋和硒粉的质量比为2:1；所述溴化铋为粉末状。

7、进一步的，s3中，所述sio2/si衬底的尺寸为（1.5~2.5） cm×1 cm。

8、进一步的，s3中，所述sio2/si衬底水平覆盖在前驱体所在的瓷舟上，衬底正面朝下，且放置在前驱体下游1.5 cm处。

9、进一步的，s3中，所述升温反应条件为：惰性气氛下，升温速率为15~20 ℃/min，升温至240~300 ℃后恒温10~16 min。

10、最优选条件为：惰性气氛下，升温速率为17 ℃/min，升温至240 ℃后恒温14 min。

11、进一步的，s3中，所述惰性气氛，通过氩气提供，氩气流量为60 sccm。

12、进一步的，s4中，升温反反应前，需要通入除尽管式炉中的空气，具体方法为：向管式炉中炉通入气流量680 sccm氩气冲洗5 min。

13、本发明还提供了上述方法制备的铋硒溴纳米线。

14、有益效果：

15、本发明公开了一种铋硒溴纳米线的制备方法，通过调控制备过程中生长温度和保温时间，可以制备横向长度5~30 μm，直径50 nm~1.06 μm，形核密度约8440~19470个/平方毫米的铋硒溴纳米线，具有可控性好、结晶质量高、重复性好、产量高、成本低等优点，为气相沉积法制备纳米线提供一种新的制备思路。

1.一种铋硒溴单晶纳米线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中，所述溴化铋和硒粉的质量比为2:1；所述溴化铋为粉末状。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于s3中，所述sio2/si衬底的尺寸为（1.5~2.5）cm×1 cm，水平覆盖在前驱体所在的瓷舟上，且放置在前驱体下游1.5 cm处。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s3中，所述升温反应条件为：惰性气氛下，升温速率为15~20 ℃/min，升温至240~300 ℃后恒温10~16 min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s3中，所述升温反应条件为：惰性气氛下，升温速率为17 ℃/min，升温至240 ℃后恒温14 min。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，s3中，所述惰性气氛，通过氩气提供，氩气流量为60 sccm。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，s3中，升温反反应前，向管式炉中炉通入气流量680 sccm氩气冲洗5 min。

8.权利要求1~7中任意一项所述的方法制备得到的铋硒溴单晶纳米线。