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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103165810A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103165810103165810A(43)申请公布日2013.06.19(21)申请号201310094970.8(22)申请日2013.03.22(71)申请人东北农业大学地址150030黑龙江省哈尔滨市香坊区木材街59号(72)发明人周楠(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人高会会(51)Int.Cl.H01L35/18(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片及其制备方法(57)摘要碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片及其制备方法,涉及拓扑绝缘体和热电材料及其制备方法。本发明是要解决现有Ⅴ-Ⅵ族化合物拓扑绝缘体的制备方法复杂,无法制备块体材料,表面不稳定,表面不对称性,表面粗糙度高,以及作为热电材料电导率和Seebeck系数不能同时提高的问题。本发明的碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片由纳米片状基体和包覆在其表面的碳层组成。本发明通过一步水热法制备无定型碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片;本发明通过两步水热法制备石墨烯包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片。本发明制备的纳米片表面稳定、对称、粗糙度低,且电导率和Seebeck系数能同时提高。本发明应用于拓扑绝缘体和热电材料的制备领域。CN103165810ACN103658ACN103165810A权利要求书1/2页1.碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片,其特征在于碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片由纳米片状基体和包覆在其表面的碳层组成;其中,所述的纳米片状基体的材料为Bi2Te3、Sb2Te3、Bi2Se3,包括掺杂Fe、Cr、Co或Ni磁性元素,其厚度小于100nm,直径在微米级别;所述的碳层的材料为无定型碳或石墨烯微片,厚度为1~12nm,并可在其外表面负载Ag、Fe、Cr、Co、Ni或Cu金属纳米粒子。2.碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片制备方法,其特征在于碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片制备方法是按以下步骤进行:一、称取0.02~0.1g的K(SbO)C4H4O6·0.5H2O,0.02~0.1g的Na2TeO3粉,1~5g的NaOH和3~10g的葡萄糖;二、向步骤一称取的原料中分别加入5~10mL的去离子水,搅拌溶解后混合,并加去离子水稀释至20~40mL,再加入2~4mL的N2H4·H2O,转移至50mL规格的反应釜中,在180~200℃烘箱中反应5~8h,得到混合液;三、将反应后的混合液用去离子水洗涤至pH值为7,然后使用无水乙醇洗涤,最后在温度为20~40℃真空烘干,得到无定型碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片。3.根据权利要求2所述的碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片制备方法,其特征在于步骤一中称取0.02g的K(SbO)C4H4O6·0.5H2O,0.02g的Na2TeO3粉,1g的NaOH和3g的葡萄糖。4.根据权利要求2所述的碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片制备方法,其特征在于步骤二中加入2mL的N2H4·H2O。5.根据权利要求2所述的碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片制备方法,其特征在于步骤二中在180℃烘箱中反应5h。6.碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片制备方法,其特征在于碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片的制备方法是按以下步骤进行:一、称取0.02~0.05g的K(SbO)C4H4O6·0.5H2O,0.02~0.05g的Na2TeO3粉和0.5~1.0g的NaOH;二、向步骤一称取的原料中加入20~40mL的去离子水,搅拌溶解后加入2~4mL的N2H4·H2O,转移至50mL规格的反应釜中,填充度为60%~80%,在180~200℃烘箱中反应5~8h,得到混合液;三、将反应后的混合液用去离子水洗涤至pH值为7,然后使用无水乙醇洗涤,最后在温度为20~40℃真空烘干,得到Sb2Te3纳米片;四、称取0.002~0.003g的氧化石墨烯粉,加入无水乙醇超声分散15~30min后,加入0.02~0.05g的步骤一得到的Sb2Te3纳米片,搅拌后加入3~6mL的联胺,90~120℃反应1~3h,得到悬浊液;五、将步骤四得到的悬浊液离心分离,在温度为20~40℃真空中烘干,得到石墨烯包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片。7.根据权利要求6所述的碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片制备方法,其特征在于步骤一中称取0.02g的K(SbO)C4H4O6·0.5H2O,0.02g的Na2TeO3粉和1.0g的NaOH。8.根据权利要求6所述的碳包覆Ⅴ-Ⅵ族化合物半导体纳米片制备方法,其特征在于步骤四中称取0.002g的氧化石墨烯粉。2CN103165