[发明专利]使用胺-金属配合物和缓慢释放硫的前体合成发光2D层状材料

说明书

本发明公开了一种合成二维(2D)纳米粒子的方法，所述方法包括将第一纳米粒子前体和第二纳米粒子前体在一种或多种溶剂中混合以形成溶液，随后将溶液加热至第一温度，持续第一时间段，然后接着将溶液加热至第二温度，持续第二时间段，其中第二温度高于第一温度，以实现纳米粒子前体向2D纳米粒子的转化。在一个实施方案中，第一纳米粒子前体是金属‑胺配合物并且第二纳米粒子前体是缓释硫属元素源。

本申请是申请日为2018年1月25日、国际申请号为PCT/IB2018/050465、中国国家阶段申请号为201880008844.7且发明名称为《使用胺-金属配合物和缓慢释放硫的前体合成发光2D层状材料》的发明申请的分案申请。

相关申请的交叉引用：

本申请要求2017年2月2日提交的美国临时申请系列号62/453,780和2017年11月20日提交的美国临时申请系列号62/588,774的利益，所述申请的内容通过引用整体并入本文。

关于联邦政府资助研究或开发的声明：不适用

发明背景

1.发明领域

本发明总体上涉及二维(2D)材料。更特别地，其涉及2D纳米粒子。

2.包括根据37CFR 1.97和1.98公开的信息的相关领域的描述。

通过机械剥离石墨的石墨烯的分离[K.S.Novoselov，A.K.Geim，S.V.Morozov，D.Jiang，Y.Zhang，S.V.Dubnos，I.V.Grigorieva和A.A.Firsov，Science，2004，306，666]已经引起了对二维(2D)层状材料的强烈兴趣。石墨烯的性质包括优异的强度以及高的导电性和导热性，同时重量轻、柔韧并且透明。这提供了一系列潜在应用的可能性，包括高速晶体管和传感器、阻隔材料、太阳能电池、蓄电池和复合材料。

其他种类的广泛的令人感兴趣2D材料包括过渡金属二硫属化物(transitionmetal dichalcogenide，TMDC)材料，六方氮化硼(h-BN)，以及基于第14族元素的那些，诸如硅烯(silicene)和锗烯(germanene)。这些材料的性质的范围可以从半金属，例如NiTe₂和VSe₂，到半导体，例如WSe₂和MoS₂，到绝缘，例如h-BN。

对于范围从催化到传感、储能和光电设备的应用来说，TMDC材料的2D纳米片越来越令人感兴趣。

TMDC单层是MX₂型的原子厚度半导体，其中M是过渡金属元素(Mo、W等)并且X是硫属元素(S、Se或Te)。单层的M原子夹在两层X原子之间。MoS₂单层的厚度为在2D TMDC中，半导体WSe₂和MoS₂是特别令人感兴趣的，因为当材料的尺寸减小到单层或少层(few-layer)时，由于量子限制效应而产生另外的性质，同时在很大程度上保留了它们的块状性质。在WSe₂和MoS₂的情况下，这些包括当厚度减少到单个单层时展现出间接到直接的带隙跃迁，伴有强烈的激子效应。这导致光致发光效率的明显增强，为这样的材料在光电设备中的应用开辟了新的机会。其他特别令人感兴趣的材料包括WS₂和MoSe₂。