石墨烯氧化物掺杂SbSI纳米线的结构电学改性及其在增强光电器件与电磁屏蔽中的应用

本综述创新性地提出了一种原位掺杂策略，将锑硫碘化物（SbSI）纳米线与氧化石墨烯（GO）复合，显著提升了材料的电导率（达0.017 S/m）与电磁屏蔽效能（达-56 dB）。该研究通过多种表征手段（XRD、FTIR、SEM等）系统分析了复合材料的介电行为与极化机制，为高性能电磁干扰（EMI）屏蔽材料和纳米电子器件开发提供了新思路。

　　

Highlight

尽管这些先进的二维材料展现出卓越性能，理想材料的探索仍持续面临性能、稳定性、加工性和成本之间的权衡。在此背景下，氧化石墨烯（GO）提供了一个独特且具有优势的平台[66, 67]。

SbSI纳米线以其铁电性和高介电响应而闻名，然而大多数已报道的研究都指出了其局限性，如尺寸不稳定性、界面缺陷以及强烈的频率依赖性色散，这些因素抑制了其实际性能[52]。科学上的空白在于缺乏既能保留SbSI纳米线的一维铁电有序性，又能同时稳定其介电行为的策略。本工作的新颖之处在于首次展示了将SbSI纳米线原位掺杂到氧化石墨烯纳米片中的方法，其中强大的界面耦合增强了极化过程，减少了尺寸不稳定性，并产生了超过先前报道的SbSI纳米线系统的介电常数和屏蔽效能（?56 dB），从而建立了一类用于先进光电子和电磁干扰（EMI）屏蔽应用的纳米线-石墨烯杂化材料新类别。

从新颖性的角度来看，这是首篇关于GO和SbSI掺杂的文章。在本文中，我们尝试将SbSI纳米线（NWs）掺杂到GO纳米片上。我们引入了一种原位方法用于在GO片上掺杂SbSI纳米线。通过这种方式，GO改变了其性质并显示出一些惊人的结果。在本文中，利用各种表征技术如X射线衍射（XRD）、傅里叶变换光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDS）、电磁干扰（EMI）屏蔽、介电性能和电学性能对GO、SbSI和GO-SbSI进行了表征。更多解释将在下一节提供。

Section Snippets

Materials and purity

在合成方法过程中，使用了合成过程中所需的材料。这些材料购自Sigma Aldrich和Warchem Poland。使用了锑（Sb）、碘（I）、硫（S）、氧化石墨烯（GO）和乙醇。

Preparation of SbSI

在本工作中，SbSI纳米线（NWs）的合成遵循基于Nowak方法[26]的修改路线。采用高纯度元素锑（Sb）、硫（S）和碘（I）粉末，按1:4:1的化学计量摩尔比取用，以确保硫卤化物相的适当稳定。称量后的量分散在无水乙醇中，乙醇既作为溶剂又作为介质以促进均匀混合。前体悬浮液在...

Working Station methodology

复阻抗谱（CIS）是一种有用的、非破坏性的方法，用于分析材料在宽频率和温度范围内的电学性能。它评估了体相、晶界和材料电极极化对电阻抗的影响。在此方法中，对样品施加一个单频、正弦、低幅度的交流激励信号。测量响应电流的阻抗幅值|Z|和相移φ。有四种...

Conclusion

总之，本工作首次展示了将SbSI纳米线原位掺杂到氧化石墨烯纳米片中的新颖性，创建了一类新型的硫卤化物-石墨烯杂化材料，具有强耦合的结构和电学性能。掺杂过程引起了纳米线的可测量结构收缩以及Sb-S/I与GO含氧基团之间独特的键合相互作用，这通过振动峰变化、XRD位移和FTIR分析得以证明。这些界面修饰...