GeS2纳米材料的合成及性能(3)
1.1.3 GeS
结晶锗硫化物，GeS，其晶体结构属于斜方晶系，可以被描述为一个普通岩盐结构的变形。GeS晶体结构由双层锯齿形Ge-S结构单元组成，块状GeS是p型半导体，具有复杂的能带结构，以及90 cm2V-1S-1的c轴迁移率。其直接和间接带隙能量范围相近，大致在1.55-1.65 eV之间。这些特性，如其带隙能与可见光光谱重叠、电子迁移率高等，使GeS有可能被应用于光伏材料等领域。
到目前为止，只有少量文献报道了GeS纳米结构的合成和性能的研究。Vaughn II[1]等人通过缓慢加热GeI4、HMDS、油胺、油酸和十二烷基硫醇的混合物至320°C并保持约24 小时得到GeS纳米单晶。这个合成是与生产晶态锗纳米颗粒的方法类似，不同之处在于使用十二烷基硫醇作为硫源。而硫醇通常用作表面稳定的配位体，其在高温下分解产生硫化物的生成物溶液。如图 1-1所示，通过这种方法制备出的GeS纳米片为长吹冰边形，其平均宽度为0.5-1 μm，平均长度为2-4 μm，厚度为3-20 nm。漫反射测量表明间接和直接的带隙分别为1.58 eV和1.61 eV，这些都是在块状GeS的预期范围内。Li等人[12]直接从Aldrich购买GeS粉末，采用气相沉积的方法制备出了GeS纳米片（nanosheets）并说明了气相沉积法制备纳米薄层时GeS的生长行为与制备薄膜和其他纳米材料（纳米线、纳米管和石墨烯）时不同。Vaughn II等人[1]则采用简单的一步溶液化学法制得了GeS和GeSe胶体纳米薄层。作者通过将60 mg GeI4, 1 mL吹冰甲基二硅胺, 10 mL油胺，0.75 mL油酸和0.5 mL十二硫醇在室温下混合，然后在320°C下处理24 h得到单晶胶体GeS纳米薄层