[发明专利]一种硫化镍薄膜的简单高效制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料领域，特别涉及一种硫化镍薄膜的简单高效制备方法。

背景技术

金属硫化物具有优异的光电磁性能和催化性能，成为无机材料领域中的研究热点。特别是硫化镍，近年来日益引人注目，具有无毒和价格便宜的优点，具有独特的电子结构、分子结构以及优异的光学、电学及磁学性质，在充电锂电池阴极材料、光电导材料、太阳能电池存储装置、红外探测器以及加氢脱氮反应、加氢脱硫反应等方面都有着广阔的工业应用前景。

硫化镍是一个非常复杂的体系，存在许多不同配比的物相组成，如α-Ni₃S₂、β-Ni₃S₂、Ni₄S_3+x、Ni₆S₅、Ni₇S₆、Ni₉S₈、α-NiS、β-NiS、Ni₃S₄及NiS₂等。化学计量比的硫化镍(NiS)主要有两种物相：低温下容易得到斜方六面体相(β-NiS)，高温下容易得到六方相(α-NiS)。NiS有优异的磁学性质，当温度降至临界温度时，高温六方相NiS由顺磁性的导体转变为反铁磁性的半导体。因此，控制反应过程，制备单一物相的硫化镍是很有意义的，但也是一个很大的挑战。

目前制备硫化镍薄膜的方法主要有化学气相沉积法(例如Preparation of Nickel Sulfide Thin Films and Nanocrystallites Using Nickel Furfuraldehyde Thiosemicarbazone as Single-Source Precursor  Advanced Materials Research, 2011, 383-390, 3828; Nickel(II) complexes of N-(dialkylcarbamothioyl)-4-nitrobenzamide as single-source precursors for the deposition of nanostructured nickel sulfide thin films by chemical vapor deposition. Journal of Coordination Chemistry, 2013, 66, 2788.)、电化学沉积（Electrosynthesized NiS₂ thin films and their optical and semiconductor studies. Electrochemistry 2013:3 25.）、喷雾热解法（Electical, Optical, Structural and Morphological Properties of NiS Films. Turkish Journal of Physics, 2003, 27, 285.）、连续离子层吸附反应法(例如Preparation and characterization of nickel sulphide thin films using successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method, Materials Chemistry and Physics, 2001, 72, 101. )、化学浴沉积法(例如Chemical Bath Deposition of Nickel Sulphide (Ni₄S₃) Thin Films. Leonardo Journal of Sciences, 2010,  16, 1.)等。然而这些方法通常需要昂贵的仪器、严格的实验条件、和/或者较长的反应时间。因此，寻找一种低成本、简易、高效的制备技术，对于硫化镍薄膜在半导体和光电子领域大规模应用是极为重要和迫切的。