[发明专利]一种In2

说明书

本发明公开了一种In₂S₃薄膜及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：利用连续离子层吸附法将InCl₃·4H₂O和Na₂S·4H₂O分别沉积在FTO上，以形成晶种层；配制含有铟源和硫源的混合水溶液，并将沉积好的FTO置于混合水溶液中，以柠檬酸调节体系pH为强酸性，进行微波反应，反应结束后经冲洗、干燥，即可得到所述In₂S₃薄膜，本发明利用水做溶剂，柠檬酸兼做pH调节剂及配位剂，使用微波辐射法合成，可在较低温度实现In₂S₃薄膜的制备，且通过反应条件的调控可以控制薄膜的结构；制备方法简单，操作方便，快速，使用的试剂绿色、环保，制备得到的In₂S₃薄膜在可见光下对于亚甲基蓝具有较好的降解效果。

技术领域

本发明属于半导体材料技术领域，具体涉及一种In₂S₃薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

In₂S₃(III-IV族半导体)，其具有大的带隙、优良的光敏性及光导电性、化学稳定性及低的毒性，引起人们的广泛关注。In₂S₃有三种晶相(α、β、γ)，其中，β-In₂S₃是典型的n型半导体，带隙是2.0-2.2eV，具有尖晶石缺陷结构。In₂S₃薄膜常见的合成方法包括有机金属化学蒸汽沉积、喷雾热解、热蒸发、电沉积及化学浴法等。这些方式大多需要苛刻的反应条件、高的反应温度或长的反应时间。

微波辐射引起偶极子或离子在电场中不同分布，微波直接结合反应混合物分子导致迅速升温。由于微波加热有利于反应动力学及均相形成，比传统的反应方式，更易在短的时间达到理想的温度。然而，由于微波驱使的极其猛烈的能量导致反应物倾向于三维反应的三维生长，因而产物易于成簇而不易成膜。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种In₂S₃薄膜及其制备方法和应用。利用水做溶剂，柠檬酸兼做pH调节剂及配位剂，使用微波辐射法合成，可在较低温度实现In₂S₃薄膜的制备，并通过微波功率及反应时间调控薄膜的结构。该制备方法简单，操作方便、快速，使用的试剂绿色、环保；制备得到的In₂S₃薄膜在可见光照射下对于亚甲基蓝具有较好的降解效果。

本发明采取的技术方案为：

一种In₂S₃薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)利用连续离子层吸附法将InCl₃·4H₂O和Na₂S·4H₂O分别沉积在FTO上，以形成晶种层；

(2)配制含有铟源和硫源的混合水溶液，并将步骤(1)沉积好的FTO置于混合水溶液中，以柠檬酸调节体系pH为强酸性，进行微波反应，反应结束后经冲洗、干燥，即可得到所述In₂S₃薄膜。

进一步地，所述微波反应的条件为100～400W、80～90℃下反应10～60min，本发明通过控制微波反应的功率和反应时间可制备得到不同形貌的In₂S₃薄膜。

步骤(1)中，所述InCl₃·4H₂O和Na₂S·4H₂O的浓度均为0.005～0.02mol/L。