[发明专利]一种磷化金纳米片及其可控制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种磷化金纳米片及其可控制备方法与应用。所述制备方法包括：将作为含磷前驱体的磷源和矿化剂置于反应腔室的第一区域；将设置有金膜的衬底相互堆叠设置，且置于反应腔室的第二区域，且所述第一区域比第二区域的工作温度高10～100℃；使所述反应腔室升温，从而使磷源和矿化剂气化产生含磷气体，以及使衬底表面的金蒸发并在衬底上形成成核点，之后降温，在成核点的诱导下使所述含磷气体与金反应外延生长形成磷化金纳米片。本发明采用的化学气相输运方法操作简单安全，可控性高且可重复性强，制备的磷化金纳米片具有产量高、纯度高、表面粗糙度低、厚度均一、形貌可控等优点，将在催化、半导体器件等领域具有广泛的应用。

技术领域

本发明涉及一种磷化金纳米片及其可控制备方法与应用，属于纳米材料及纳米半导体技术领域。

背景技术

过渡金属磷化物在电子、半导体、催化剂、储氢、锂电池和磁性器件等领域有着广泛的应用。它是由原子半径较大的非金属元素磷填隙在金属原子晶格内形成的。由于它结构的特殊性，具备了其他化合物所没有的性质。在这一广泛而多样的材料群体中，磷化金(Au₂P₃)的研究还处于起步阶段，其具有独特的光学和电子性质。Au₂P₃在InP(磷化铟，一种半导体材料)和Au电极的欧姆接触方面的研究最为广泛，在InP上沉积Au电极时，在400℃烧结后Au-InP系统的接触电阻会下降2到3个数量级，这是金属半导体界面形成薄层(2nm)Au₂P₃层的结果(Weizer V G,Fatemi N S.Journal of applied physics,1991,69(12):8253-8260.)。因此，Au₂P₃能够显著降低金半接触的肖特基势垒，在半导体器件和集成电路领域有着广阔的应用前景。

近年来，研究者发现过渡金属磷化物在催化析氢反应方面有了新的应用，为在纳米尺度上合成这些材料提供了动力。2016年Deshani Fernando等以三辛基膦为元素磷源，通过溶液方法合成了纳米结构的Au₂P₃，纳米颗粒(直径约30nm)聚集形成纳米网络状结构，在析氢反应中证明了纳米Au₂P₃是高效的析氢催化剂(Fernando D,Nigro T A E,Dyer I D,et al.Journal of Solid State Chemistry,2016,242:182-192.)。