二硫化鎢二維橫向異質結製備方法

異質結已成為現代半導體工業的基本元素，其在高速的電子裝置和光電設備中扮 演著重要角色。包括石墨烯、過渡金屬二硫化物在內的二維層狀材料由於其獨特的電學、光 學等性質可以充當異質結構的組成單元。

橫向異質結是兩種材料通 過共價鍵相連形成的，由於其構築方法簡單，在應用於帶隙工程方面有更大的潛力。但是，目前大多數研究都集中於垂直異質結，大規模地製備二維橫向異質結仍是一個挑戰。本文介紹一種二維二硫化鎢/一水合三氧化鎢橫向異質結及其製備方法，其內容如下：

一種二維二硫化鎢/一水合三氧化鎢橫向異質結的製備方法：將50-100品質份的二硫化鎢分散於5-10體積份的水或乙醇中，然後將該分散液置於超臨界二氧化碳反應裝置中，在40-45℃、6-20MPa下攪拌反應0.5-7h，反應結束後卸壓至常壓，將所得反應液除去未經剝離的二硫化鎢，然後放置在空氣中氧化（氧化前溶液呈墨綠色，氧化後呈淺黃色或亮黃色），除去氧化後溶液中的溶劑，即得二維二硫化鎢/一水合三氧化鎢橫向異質結；上述品質份以mg計，體積份以mL計。

更具體的：

將100 mg WS₂ 溶解在10 ml去離子水中，將配製好的溶液在240W功率下冷水浴（10℃）超聲2h，使WS₂在溶液中混合均勻；將超聲2h後的溶液快速轉移至50 ml的高壓反應釜中，並向反應釜中充入二氧化碳，通入二氧化碳的流速為150 ml/h，使溶液在40℃、16MPa 的條件下保壓3h，同時對溶液進行磁力攪拌，使溶液與超臨界二氧化碳充分接觸，反應過後，將反應釜中的二氧化碳在1h內緩慢排空；取出反應釜中的反應液，在240W功率下冷水浴 （10℃）中超聲2h；然後在3000 rpm/min、15 min的條件下對反應液離心，取上層液，放置在空氣中氧化12h（氧化前溶液呈墨綠色，氧化後溶液呈淺黃色），將氧化後的溶液除去溶劑獲得二維二硫化鎢/一水合三氧化鎢橫向異質結。

本方法解決了目前大規模製備二維橫向異質結的問題，對高產量、高品質製備二維橫向異質結結構實現了一步完成。方法簡單易行，原料便宜易得，環保無污染，同時異質 結構的出現使得電子-空穴對分離，使其在光催化降解有機化合物和光催化制氫等領域有很好的發展前景。

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