纳米复合材料是现代材料科学中最先进的领域之一，因为它们能够将有机聚合物的功能特性与无机纳米结构的特性结合在一个混合系统中。这种结合使得材料具有更好的电导率、光吸收能力、机械强度和化学稳定性，使其成为太阳能电池和光电探测器等光电子设备的理想候选材料[1]、[2]、[3]、[4]。
本研究中选择聚苯胺（PANI）作为共轭聚合物基质，因为它具有可调的电导率、环境稳定性和强π共轭主链，能够实现高效的电荷传输和可见光区域的吸收[5]。PANI具有多种氧化还原状态，当与无机半导体和碳纳米材料结合时，可以调节其电子结构[6]。其胺基和亚胺基团促进了与氧化石墨烯片层和Sb?S?纳米颗粒的强界面相互作用，从而实现了均匀分散和电荷传输的改善[7]。这些特性使PANI成为光电探测器和太阳能收集设备等光电子应用的理想聚合物[8]。
氧化石墨烯（GO）是一种二维纳米材料，由于其较大的比表面积和丰富的含氧官能团（如羟基、环氧基和羧基）而受到广泛关注。氧化石墨烯（GO）的带隙通常在2–3电子伏特范围内，而聚苯胺（PANI）由于其共轭结构而在可见光区域表现出可调的光学跃迁和强吸收[9]。
这些特性使得GO在极性溶剂中具有良好的分散性，并与聚合物链形成强界面键合，从而提高了纳米复合材料中的电荷迁移率和结构均匀性。此外，GO的加入增强了激子解离，减少了电荷复合，从而改善了混合系统的光学和电子性能[10]。
三硫化锑（Sb?S?）是一种p型半导体，其直接带隙在1.6–1.8电子伏特范围内，吸收系数超过10?厘米?1，适用于可见光光电子应用[11]，并且具有良好的化学稳定性，可以通过低成本溶液法制备。先前的研究报道了GO/Sb?S?和PANI/GO/金属氧化物纳米复合材料等二元系统，观察到光学吸收和电荷传输的改善。然而，这些系统通常是通过化学方法合成的，且在相同合成条件下很少直接比较二元和三元结构。当Sb?S?与还原氧化石墨烯（rGO）结合时，由于Sb?S?和基于石墨烯的片层之间的有效界面接触，所得复合材料表现出光生载流子的更好分离和吸收层的电荷传输改善[12]。
传统的制备聚合物-石墨烯-硫属化合物纳米复合材料的方法，如溶剂热合成、原位聚合和化学处理，通常使用表面活性剂来帮助这些技术常用于大规模生产，但往往会引入杂质，从而在界面产生不可控的缺陷位点[12]、[13]。例如残留的表面活性剂和未完全还原的材料可能会进一步造成结构缺陷并扩展缺陷层，最终导致Urbach能量增加和光电子性能下降。这个问题在由Sb?S?和石墨烯制成的溶液相杂化材料中尤为突出。
然而，先前的研究尚未系统地在相同合成条件下研究三元PANI–GO–Sb?S?系统，也未明确建立组成耦合与光学跃迁行为之间的关系。
相比之下，脉冲激光烧蚀液相（PLAL）提供了一种清洁且多功能的方法来制备材料，可以直接生产纳米结构，无需使用任何额外的化学物质。烧蚀过程中产生的快速且不稳定的条件以及快速冷却有助于形成表面干净、边界清晰的纳米颗粒。PLAL制备的纳米复合材料层间连接更好，缺陷更少，吸收光更有效，因为它们不使用传统方法中通常需要的额外化学物质[14]。因此，PLAL非常适合用于需要保持表面质量的混合系统。
尽管有这些优势，但目前仍缺乏关于通过PLAL合成的三元PANI–GO–Sb?S?纳米复合材料的系统研究，尤其是在相同激光条件下与相应的二元系统进行直接比较方面。
因此，本工作的创新之处在于利用PLAL辅助形成了三元共轭聚合物-氧化石墨烯-硫属化合物杂化纳米复合材料，并系统地评估了其与在相同实验参数下合成的单一和二元系统的结构和光学性质。这种方法有助于更清楚地理解聚合物-石墨烯-硫属化合物耦合在修改光学吸收行为和跃迁能量中的作用。
本研究重点关注通过PLAL技术制备的共轭聚合物-氧化石墨烯-三硫化锑纳米复合材料的合成及其结构特征与光学行为之间的相关性。该工作旨在阐明PANI、GO和Sb?S?之间的协同作用，并评估三元杂化对光吸收、光学跃迁能量和结构特性的影响。所获得的结果为未来的光电探测器和光电子研究提供了材料层面的基础。
此外，该研究还旨在阐明这三个组分之间的协同作用及其对纳米复合材料整体功能性能的影响。
