铅掺杂硫化锡纳米结构的声化学合成及其在光电探测器中的性能优化研究

本综述系统探讨了通过声化学法合成铅（Pb）掺杂硫化锡（SnS）纳米材料的结构特性与光电性能优化机制。研究表明，Pb掺杂可有效调控SnS的晶格应变、载流子浓度及带隙能量（Eg），显著提升p型半导体材料在可见光范围内的光电流强度、光学灵敏度及响应速度，为低成本环保型光电器件开发提供新策略。

　　

Highlight

Experimental

为合成未掺杂的SnS样品，实验采用50 mM（约1.13克）SnCl₂·2H₂O（99%，默克公司）和50 mM（约1.17克）Na₂S·nH₂O（高纯度，Samchun公司）作为前驱体。每种前驱体分别溶于100毫升蒸馏水（DI），磁力搅拌5分钟。随后将乳白色的锡前驱体溶液加入浅绿色的硫前驱体溶液中，形成深棕色混合物。该混合物经磁力搅拌7分钟后，置于超声波反应器中处理。

Results and discussion

样品的X射线衍射（XRD）图谱如图1所示。所有样品均呈现正交晶系结构的SnS相，与JCPDS卡片编号00-039-0354完全一致。图谱表明样品由精细纳米晶体组成，尖锐的衍射峰证实SnS粉末具有结晶性且为单一组分相，未检测到SnS₂、Sn₂S₃或SnO₂等杂相。值得注意的是，随着Pb掺杂浓度的变化，衍射峰强度呈现规律性改变。

Conclusion

本研究成功通过声化学法合成并表征了Pb掺杂SnS纳米结构，证实其在光电探测器应用中的巨大潜力。对未掺杂及Pb掺杂SnS样品的系统分析表明，Pb掺杂可诱导晶格应变、调控载流子浓度，并显著优化材料的光学带隙（E_g）与电学传输特性。这些发现为开发高性能、环境友好的可见光波段光电器件提供了新材料设计思路。