【技术实现步骤摘要】
一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器及其制备方法
[0001]本专利技术属于半导体柔性器件制备
，具体涉及一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器的制备方法与应用。
技术介绍
[0002]过渡金属硫化物(TMDs)是指过渡金属族元素M(例如：钼、钨、钛) 与硫族元素X(例如：硫、硒、碲)形成的一种化学式为MX2的层状结构材料，层间以弱范德瓦尔斯力结合，易于剥离。当过渡金属硫化物剥离至少层乃至单层时，将由间接带隙半导体转变成直接带隙半导体，并因其层状结构从三维转变成二维，使得二维过渡金属硫化物可具备优异的电学、光学及弯折性能，在应用制备新型柔性电子器件上极具潜力。
[0003]目前，二维TMDs材料因其制备方法(机械剥离法、液相剪切法和气相沉积法等)和传统柔性基底材料(PET,PDMS,PI等)的限制，往往需要复杂的材料转移技术和高成本的蒸镀电极来制备柔性器件，从而无法得到器件结构简单、低成本且性能可靠的柔性传感器元件，需要设计合理得器件结构，找到合适的柔性器件基底与二维TMDs材料制备互相契合的制备方法，才能得到稳定可靠的二维TMDs材料基柔性传感器器件。
[0004]为此，能够提供一种结构简单、成本低廉的柔性传感器及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器及其制备方法，本专利技术通过合理可行的器件结构设计，成功解决了二维过渡金属硫化物难以制备结构简单、成本低廉的柔性传感器器件的难题。>[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器，包括电极、导线和半导体材料；其中，所述电极和所述半导体材料通过所述导线连接，所述半导体材料包括基底、二维过渡金属硫化物，以及与所述基底和所述二维过渡金属硫化物连接的导电带。
[0008]本专利技术器件结构简单，二维材料与纸基柔性基底易于结合，导电电极搭建方便，整体制备成本低。
[0009]优选地，所述基底为孔径尺寸低于0.22um的滤膜。
[0010]优选地，所述基底为聚偏二氟乙烯、亲水聚碳酸酯膜微和混合纤维素中的任意一种。
[0011]该滤膜基底能通过简便抽滤法紧密吸附二维材料成膜，这是其他柔性基底无法达到的；且具备较好的力学弯折强度，制备结合方法简单。
[0012]优选地，所述半导体材料的制备方法为：
[0013](1)将过渡金属硫化物粉末与正丁基锂溶液混合，在40
‑
60℃加热搅拌 24
‑
48h后，过滤，在沉淀物中加入去离子水超声剥离1
‑
1.5h，即得悬浊液；
[0014](2)将所述悬浊液离心，去沉淀，即得二维过渡金属硫化物悬浊液；
[0015](3)将所述二维过渡金属硫化物悬浊液抽滤至基底，然后经水洗、醇洗、干燥后即得二维过渡金属硫化物复合薄膜；
[0016](4)将导电带与所述二维过渡金属硫化物表面与所述滤膜表面连接，即得半导体材料。
[0017]本专利技术方法相比于机械剥离法、气相沉积法等制备二维过渡金属硫化物的方法，其制备简单、产量高，无难以除去杂质，易于后续抽滤吸附处理；且导电通路易于搭建，将导电胶带贴合材料与基底即可。
[0018]优选地，步骤(1)中所述过渡金属硫化物粉末为硫化钼或者硫化钨中的任意一种，所述正丁基锂溶液的浓度为1.8
‑
2.2mol/L。
[0019]本专利技术采用原材料易于制备，购买来源广、相对成本低。
[0020]优选地，步骤(1)中所述过渡金属硫化物粉末和所述正丁基锂溶液的质量体积比为0.3
‑
0.8g:10
‑
20mL。
[0021]本专利技术比例中过渡金属硫化物粉末加入量大，制备二维材料产量高。
[0022]优选地，步骤(1)中所述过渡金属硫化物粉末与所述去离子水的质量体积比为0.3
‑
0.8g:80
‑
100mL。
[0023]优选地，步骤(2)中所述离心的条件为：1500
‑
3000r/min离心10
‑
15min。
[0024]优选地，步骤(3)中所述干燥的条件为：45
‑
55℃下真空干燥1.52h。
[0025]上述所述一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器的制备方法，包括以下具体步骤：将导线一端与电极连接，另一端贴合在导电带末端，形成电极到半导体材料的导电通路，即得一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器。
[0026]本专利技术中电极搭建非常简易可行，无封装难度，可确保器件制备高成功率。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0028]1)本专利技术器件结构简单，二维材料因与纸基柔性基底通过抽滤而紧密结合故粘合度高，导电电极搭建方便，整体制备成本低；
[0029]2)本专利技术整体器件制备流程对二维材料无特殊要求，不引入其他难以除去物质，柔性传感器器件制备方法具备普适性，性能稳定，可适用于规模化生产。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术实施例一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器的制备流程图；
[0032]图2为本专利技术实施例1二维二硫化钨基柔性器件结构图；
[0033]图3为本专利技术应用例得到的响应曲线图；
[0034]图4为本专利技术对比例柔性传感器的制备流程图。
具体实施方式
[0035]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]实施例1
[0037]如图1，一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器的制备方法，包括以下具体步骤：
[0038](1)取0.6g层状二硫化钨粉末置于30mL锥形瓶内，移入惰性气体保护的手套箱内；将15mL正丁基锂溶液(浓度：2M，溶剂：正己烷)加入锥形瓶内，密封后60℃加热搅拌24h；用正己烷过滤正丁基锂处理后的二硫化钨粉末，除去表面正丁基锂，置于三口烧瓶内加入100mL去离子水超声剥离 1h，收集超声后的悬浊液；
[0039](2)将悬浊液于1500r/min离心15min，除去未剥离厚片，得到二维二硫化钨悬浊液；
[0040](3)将30mL悬浊液抽滤至聚偏二氟乙烯滤膜(默克Millipore公司，孔径0.22um，GVHP047本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器，其特征在于，包括电极、导线和半导体材料；其中，所述电极和所述半导体材料通过所述导线连接，所述半导体材料包括基底、二维过渡金属硫化物，以及与所述基底和所述二维过渡金属硫化物连接的导电带。2.根据权利要求1所述的一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器，其特征在于，所述基底为孔径尺寸低于0.22um的滤膜。3.根据权利要求1所述的一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器，其特征在于，所述基底为聚偏二氟乙烯、亲水聚碳酸酯膜微和混合纤维素中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器，其特征在于，所述半导体材料的制备方法为：(1)将过渡金属硫化物粉末与正丁基锂溶液混合，在40
‑
60℃加热搅拌24
‑
48h后，过滤，在沉淀物中加入去离子水进行超声剥离1
‑
1.5h，即得悬浊液；(2)将所述悬浊液离心，去沉淀，即得二维过渡金属硫化物悬浊液；(3)将所述二维过渡金属硫化物悬浊液抽滤至基底，然后经水洗、醇洗、干燥后即得二维过渡金属硫化物复合薄膜；(4)将导电带与所述二维过渡金属硫化物表面与所述滤膜表面连接，即得半导体材料。5.根据权利要求3所述的一种二维过渡金属硫化物材料柔性传感器，其特征在于，步骤(1)中所述过渡金属硫化物粉末为硫...
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