Моносульфид германия, GeS, становится одним из наиболее важных полупроводниковых материалов "IV-VI" с потенциалом в оптоэлектронных приложениях для телекоммуникаций и вычислительной техники, а также в качестве поглотителя света для использования в преобразовании солнечной энергии. Одним из важных свойств является его гораздо более низкая токсичность и меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с другими полупроводниками, изготовленными из кадмия, свинца и ртути. Он дешевле, чем другие материалы, изготовленные из редких и благородных металлов.
Действительно, стекловидный GeS уже несколько лет используется в лазерах, волоконно-оптических устройствах и инфракрасных линзах, а также в перезаписываемых оптических дисках и устройствах энергонезависимой памяти. Он также широко используется в качестве твердого электролита в проводящих мостовых устройствах с оперативной памятью (RAM).
Репертуар этого материала может быть значительно расширен за счет дополнительного контроля, который может позволить его использование в качестве наноструктурированных систем. Лян Ши и Юмэй Дай из Китайского университета науки и технологий в Хэфэе отмечают, что исследования в этой области отставали от исследований других полупроводников IV-VI. Они надеются изменить это и сосредоточились на том, как можно легко сформировать нанолисты и нанопроволоки из GeS.
Они использовали порошковую дифракцию рентгеновских лучей, просвечивающую электронную микроскопию, энергодисперсионную рентгеновскую спектрометрию и сканирующую электронную микроскопию для исследования структуры, морфологии, состава и свойств оптического поглощения своих образцов.Команда использовала простую «влажную» химию для синтеза своих продуктов с использованием комплекса дихлорид германия-диоксан, тиомочевины и олеиламина (OLA) в качестве исходных материалов.
Ингредиенты смешивали в герметичной реакционной колбе, обрабатывали ультразвуком, чтобы исключить доступ воздуха, а затем перемешивали и нагревали. Команда смогла изготовить нанолисты из GeS таким образом, если процесс проводился в течение нескольких часов при температуре 593 Кельвина. При более высокой температуре, 613 Кельвина, они обнаружили, что листы сворачиваются в нанопроволоки. Действительно, точное время нагрева и температура позволили им контролировать структуру конечного продукта.
Команда предполагает, что сворачивание нанолистов в нанопроволоки происходит за счет поверхностного натяжения между листом и молекулами OLA во время нагрева.Доказав структурную целостность своих нанопроволок и нанолистов GeS, команда построила несколько тестовых устройств — светочувствительный блок, — которые они использовали для оценки оптических и электронных свойств продуктов.
Команда говорит, что они продемонстрировали «выдающееся фотореагирующее поведение». Это «указывает на потенциальное использование синтезированных нанолистов и нанопроволок GeS в системах преобразования солнечной энергии, таких как производство фотоэлектрических устройств».