[发明专利]一种镉基锑硫属化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种镉基锑硫属化合物及其制备方法和应用。本发明得到的镉基锑硫属化合物，分子式为C₈H₂₆CdNiN₆Sb₂Se₅和C₈H₂₆CdFeN₆Sb₂Se₅，是含有过渡金属的新型硫属化合物。本发明提供的以上镉基锑硫属化合物的制备方法，具有合成产率高，工艺和设备简单，可操作性和可调变性好，反应条件温和，合成温度低等优点。采用本发明得到的镉基锑硫属化合物，能隙分别1.56eV和1.55eV，可用于制备光学半导体器件。

技术领域

本发明属于半导体材料领域，涉及一种锑硫属化合物及其制备方法和应用。

背景技术

硫属化合物由于其结构的多样性及可调性而展现了丰富物理化学性质，在半导体、非线性光学、光催化和离子交换等领域具有广泛的应用前景，因此受到国内外学者的广泛关注及研究。

目前，用于合成硫属化物的方法主要有以下四种：(1)高温固相法；(2)室温或低温溶液法(蒸发、扩散、重结晶)；(3)熔融盐法；(4)溶剂热(水热)合成法。

近来，有关锑硫属化合物的研究进展已相当丰富。Sb^Ⅲ的孤对电子效应与其多样的配位模式使得锑硫属化合物具有丰富的结构。通常，Sb有3-6种配位模式，Sb可以与硫族元素Q(Q＝S,Se,Te)配位形成三角椎体SbQ₃、四面体SbQ₄一级结构单元。这些结构单元在模板剂或结构导向剂的诱导下，缩聚形成阴离子结构单元[Sb_x^ⅢQ_y]^n-，并进一步与模板剂或结构导向剂阳离子作用，形成从0-D离散到3-D网状丰富结构的锑硫属化合物。常用的模板剂或结构导向剂有以下几类：有机胺阳离子，碱金属阳离子以及与有机胺螯合的过渡金属配阳离子。有机胺对过渡金属离子具有较强的络合能力，能与之形成络合阳离子。尽管溶剂热反应生长出的晶体具有设备简单、生长完美、节省能量等优点，但高质量的产物受到各种反应条件的影响，包括温度，压力，时间，pH等。不同的结构导向剂及不同的硫族元素对过渡金属锑硫属化合物的合成也有较大的影响，选择不同的过渡金属配阳离子作为结构导向剂和电荷平衡剂，合适的溶剂及反应环境，不仅使过渡金属锑硫属化合物结构产生多样性，而且赋予其新的化学性质，从而得到高产率的晶体产物，在相关领域具有一定的意义。

近年来，国内外学者采用溶剂热法合成了许多硫代硒酸盐，如[Fe(en)₃]₂Sb₂Se₅，[Mn(en)₃]₂[Mn₄(en)₉(SbSe₄)₄]。如何丰富镉基硫属化物的化学结构，使其充分发挥自身优势成为目前亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种镉基锑硫属化合物及其制备方法和应用。本发明提供的镉基硫属化合物为含有过渡金属的新型硫代硒酸盐，其结构中过渡金属Cd与SbSe₄配位，而过渡金属Ni则与有机胺配位，充当平衡阳离子。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种镉基锑硫属化合物，所述镉基锑硫属化合物半导体材料的化学分子式为C₈H₂₆CdN₆NiSb₂Se₅。