二硒化锗：新型二维半导体材料的特性与应用
2025-11-04
二硒化锗 含量：分析纯,AR,≥98%,、优级纯、高纯试剂、电子级,、色谱级、
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1%~99.999%
在二维材料领域，二硒化锗（Germanium Diselenide，简称 GeSe₂）作为过渡金属硫族化合物（TMDs）家族的重要成员，凭借独特的层状结构与优异的光电性能，成为光电子器件、能源存储等领域的研究热点。其分子式为 GeSe₂，晶体结构为正交层状结构，每层由锗原子（Ge）与硒原子（Se）通过共价键形成类 “褶皱” 的片状单元，层间依靠弱范德华力连接；常温下呈银灰色至黑色片状晶体或粉末，密度约 5.45g/cm³，熔点 670℃，具有良好的机械柔韧性，在惰性气体环境中稳定性较高，暴露于空气中易缓慢氧化（需避免高温高湿环境）。
二硒化锗的核心优势在于其优异的光电特性与半导体性能。作为直接带隙半导体材料，其带隙宽度约 1.1-1.3eV，与太阳光谱的可见光区域高度匹配，光吸收系数可达 10⁵ cm⁻¹，远超传统硅材料，是制备高效光电器件的理想候选；同时，其层状结构可通过机械剥离或液相剥离法制备少层 / 单层纳米片，单层 GeSe₂具有出色的载流子迁移率（可达 100 cm²/(V・s)）与光电响应速度，在柔性光电子器件中表现突出；此外，它还具有良好的热电性能与离子存储能力，为多领域应用提供可能。
在应用场景中，二硒化锗潜力显著。光电子领域，基于其高光吸收效率与快速光电响应，可制备高性能光电探测器，用于可见光至近红外光的精准探测，应用于环境监测、生物成像等场景；能源领域，少层 GeSe₂可作为太阳能电池的光吸收层或锂离子电池的负极材料，前者能提升电池光电转换效率，后者凭借层间大空间容纳锂离子，延长电池循环寿命；柔性电子领域，其良好的柔韧性与稳定性，可用于制作柔性薄膜晶体管、柔性传感器，适配可穿戴设备的发展需求。
二硒化锗的制备主要有两种主流方法：机械剥离法（通过胶带剥离块状晶体获取少层材料，操作简便但产量低，适用于基础研究）与化学气相沉积法（CVD，以锗源、硒源为原料，在 500-700℃下反应生成高质量薄膜，可规模化制备，满足工业应用需求）。安全性方面，硒及其化合物具有一定毒性，制备与操作时需在通风橱内进行，佩戴防尘口罩与耐化学手套，避免吸入粉末或皮肤直接接触；储存时需密封置于干燥惰性气体环境，防止氧化或受潮。随着二维光电子材料研究的深入，二硒化锗 “高光电效率、柔性适配性” 的特质，使其在高端电子与新能源领域的应用前景持续拓宽。
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