Advanced Materials:快速制备无缺陷硒化铟纳米片用于大面积光电器件

具有层状晶体结构的超薄二维纳米片(比如石墨烯、硅烯、锗烯、过渡金属二氧化物、过渡金属二硫化物、氮化硼等)近年来被发现具有许多独特的性质,引起了人们极大的研究兴趣.其中硒化铟(In2Se3)由于其根据厚度可调的带隙,优异的光电性能以及高的稳定性受到越来越多的关注。然而,目前的制备方法(机械剥离,液相剥离,化学气相沉积以及化学合成等)很难大量制备高品质的硒化铟纳米片。

近期,德累斯顿工业大学冯新亮教授研究团队和合作者针对这一挑战,开发出温和的电化学插层方法制备出无损硒化铟纳米片:插层过程仅需30分钟,硒化铟纳米片尺寸可达26微米,剥离产率高达83%。研究人员利用线性扫描伏安法(Linear Sweep Voltammetry), 揭示了各个阶段的电化学插层剥离机理。 剥离后的硒化铟薄片能够在各种常见有机溶剂中分散。 以此为基础,可用于加工大面积的薄膜光电探测器。测试表明,硒化铟薄膜具有灵敏的光响应(1 mA W-1),明显优于已知的过渡金属硫化物。值得注意的是, 此薄膜光电探测器表现出了大约41毫秒的响应时间,使In2Se3跻身于最快光响应的二维材料之一。

此项研究将为可穿戴传感器,可打印电子器件和光子设备等方面的研究提供新思路。 相关结果发表在Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.201907244)上。