有機配體包裹的金納米顆粒薄膜及其場致電子發(fā)射裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種有機配體包裹的金納米顆粒薄膜及其場致電子發(fā)射裝置，具有以有機配體包裹的粒徑為1.3-1.7nm的金納米顆粒為基元的超晶格結構。本發(fā)明的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，通過金納米顆粒提供電子，通過具有低電子親和勢的有機配體增強電子發(fā)射，以此薄膜作為電子發(fā)射源在低偏壓下發(fā)射均一、高強度、準單色化的電子束，具有發(fā)射面積大，發(fā)射強度高，單色性能好等優(yōu)點，并且無需昂貴的真空設備，制備方法經濟便捷。
【專利說明】有機配體包裹的金納米顆粒薄膜及其場致電子發(fā)射裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機配體包裹的金納米顆粒薄膜及其場致電子發(fā)射裝置。

【背景技術】
[0002]電子發(fā)射現象廣泛的應用于社會生活的各個領域，從無線電通信、X射線管、電視、微波設備到電子曝光機、電子顯微鏡、蒸發(fā)鍍膜設備等等都與電子發(fā)射現象密切相關。目前，常用的電子發(fā)射源主要分為熱發(fā)射電子源和場發(fā)射電子源。熱發(fā)射電子源主要有鎢燈絲和LaB6晶體等，它們發(fā)射出的電子的單色性比較差(能量發(fā)散度通常為1.5-2.3eV)，且具有響應慢、耗能多、難以集成等缺點，大大限制了電子發(fā)射現象領域的應用；場發(fā)射電子源一般是用極細的鎢或鑰針做成，單色性很好(能量發(fā)散度在0.3-0.8eV)，然而其在穩(wěn)定性和壽命方面存在很大問題，主要原因是電子束的能量分散、亮度、空間相干性和時間相干性受燈絲的尺寸和形狀的影響較大，只有比較小尺寸的燈絲才具有比較好的亮度和空間相干性，這就導致燈絲的穩(wěn)定性和壽命比較差。因此，研發(fā)新型高質量的電子發(fā)射源來解決上述問題具有相當重要的實際意義，這不僅可以獲得高質量的電子源，而且也有助于推動電子顯微技術、平板顯示、微波放大、X-ray探測器、真空微電子器件等的發(fā)展。
[0003]電子發(fā)射器是目前和未來電子器件中至關重要的一部分，目前科學家在發(fā)明薄型、低功耗的平板顯示器件領域投入了大量的研究工作，其研究結果表明場致發(fā)射顯示技術是實現這一要求的最有前途的技術之一。根據互聯網數據中心的市場調研結果，未來幾年內僅電視市場需求就達到了 400億美元以上。場發(fā)射電子發(fā)射器是場致發(fā)射顯示技術的核心，發(fā)現合適的材料作為場發(fā)射電子源是至關重要的。目前，大多是的場發(fā)射電子源主要以難溶性的微小的金屬鑰針等在很高的偏壓作用下發(fā)射出電子。然而，由于金屬鑰針等作為電子發(fā)射源的成本高且壽命短，很難應用于場致發(fā)射顯示領域。因此，目前在場致發(fā)射顯示領域，其場致增強發(fā)射電子源面臨的一個重大的挑戰(zhàn)，即急需找到一類合適的電子發(fā)射材料以滿足實現低電壓、大面積均一、高效率、高強度的電子發(fā)射。
[0004]有機配體包裹的金納米顆粒具有十分廣泛的應用，許多工作都集中在了金納米粒子相關的物理和化學效應，比如在生物領域金納米粒子可以作為生物傳感器、在功能器件方面金納米粒子與電磁場耦合產生等離激元作為光場增強材料等。然而，關于金納米顆粒的光電子產生與增強場致發(fā)射的研究報道卻比較少。金(Au)是很好的電子源(費米面附近有大量的傳導電子)，并且它還具有很高的光學吸收效率和光電子產生效率，然而由于金的功函數(?5.2eV)很高并且光電子在金中傳輸距離很小，致使這些光電子被囚禁在勢阱中很難發(fā)射出來，因此單獨的金或金納米顆粒難以成為電子發(fā)射器。如何利用金納米顆粒中豐富的電子在近期研究中十分引人關注。
[0005]通常，增強電子發(fā)射的材料是寬帶隙的材料，比如金剛石晶體、金剛石分子等，這類材料的主要特點是它的導帶能級位于其真空能級以上，從而具有很強的電子排斥力，t匕如美國專利us 2008/0191598A1的發(fā)明人Shen等利用生長在金或銀膜襯底上的自組裝單層金剛烷增加其電子發(fā)射能力和發(fā)射電子束的單色性，其主要特色是利用自組裝單層金剛烷改善襯底的能帶結構和發(fā)射高強度單色化的電子束，然而該單層金剛烷是通過蒸發(fā)沉積的方法自組裝在金屬(如金或銀)襯底上，其制備條件相對復雜，需要昂貴的高真空設備，不易形成大面積自組裝單層薄膜，且它發(fā)射電子的單色性較差(能量展寬在500meV以內)，這些遠不能滿足各種技術對準單色電子源的需求。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種有機配體包裹的金納米顆粒薄膜及其場致電子發(fā)射裝置，發(fā)射面積大，發(fā)射強度高，單色性能好，制備方法經濟便捷。
[0007]為實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下:
[0008]一種有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，具有以有機配體包裹的粒徑為1.3-1.7nm的金納米顆粒為基元的超晶格結構。
[0009]所述金納米顆粒的粒徑為1.5nm。
[0010]所述有機配體為烷基硫醇。
[0011]所述有機配體為巰基十一烷酸。
[0012]所述超晶格結構包括規(guī)律地分散于薄膜表面的矩形晶塊，所述矩形晶塊的邊長為
1.8-2.2 μ m。
[0013]所述超晶格結構包括沿面外方向的短周期結構，該短周期結構的周期長度為
2.3-2.7nm，所述面外方向上的晶粒尺寸為134_148nm。
[0014]所述超晶格結構包括沿面內方向的長周期結構，該長周期結構的周期長度為27-33nm，所述面內方向上的晶粒尺寸為85.5-94.5nm。
[0015]所述薄膜的厚度為100-200 μ m。
[0016]所述有機配體包裹的金納米顆粒薄膜通過以下步驟制成:
[0017](I)由巰基i^一烷酸4.5_27mg、質量百分比為10%的氯金酸l_3ml、四辛基溴化銨
350-420mg、硼氫化鈉105_125mg通過兩步兩相法制成巰基^--燒酸包裹的金納米顆粒復合材料；
[0018](2)將所述巰基十一烷酸包裹的金納米顆粒復合材料溶于有機溶劑后旋涂于襯底后充分干燥以得到巰基i^一烷酸包裹的金納米顆粒薄膜，其中，襯底的轉速為700-2500r/min ；
[0019](3)將干燥后的所述巰基i^一烷酸包裹的金納米顆粒薄膜在80-180°C下進行退火處理，其中，加熱速率和降溫速率均為5-10°C /min。
[0020]本發(fā)明還公開了一種場致電子發(fā)射裝置，包括由涂敷于襯底上的具有上述特征的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜構成的陰極。
[0021 ] 本發(fā)明的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜及其場致電子發(fā)射裝置，具有以有機配體包裹的粒徑為1.3-1.1xm的金納米顆粒為基元的超晶格結構，其中，金納米顆粒提供電子，具有低電子親和勢的有機配體增強電子發(fā)射，以此薄膜作為電子發(fā)射源在低偏壓下發(fā)射均一、高強度、準單色化的電子束，具有發(fā)射面積大，發(fā)射強度高，單色性能好等優(yōu)點，并且無需昂貴的真空設備，制備方法經濟便捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為根據本發(fā)明一個實施例的有機配體包裹的金納米顆粒的TEM圖像；
[0023]圖2為根據本發(fā)明一個實施例的有機配體包裹的金納米顆粒的粒徑分布；
[0024]圖3為根據本發(fā)明一個實施例的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜放大1000倍的SEM表面形貌圖像；
[0025]圖4為根據本發(fā)明一個實施例的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜放大10000倍的SEM表面形貌圖像；
[0026]圖5為根據本發(fā)明一個實施例的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜的二維掠入射X射線衍射圖；
[0027]圖6為根據本發(fā)明一個實施例的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜的二維掠入射X射線小角散射圖；
[0028]圖7為根據本發(fā)明一個實施例的有機配體包裹的金納米顆粒的結構示意圖；
[0029]圖8為根據本發(fā)明一個實施例的有機配體包裹的金納米顆粒的發(fā)射機理示意圖；
[0030]圖9為本發(fā)明的場致電子發(fā)射裝置的一個實施例的示意圖；
[0031]圖10為本發(fā)明的場致電子發(fā)射裝置的另一實施例的示意圖；
[0032]圖11為根據本發(fā)明一個實施例的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜的二次電子發(fā)射譜。

【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的特點。
[0034]本申請發(fā)明人研究發(fā)現，有機配體包裹的金納米顆粒薄膜同時具有有機配體和金納米顆粒的雙重優(yōu)點，可大大提高光電子的發(fā)射能力，從而使這一新型復合納米材料薄膜成為理想的電子發(fā)射源；同時在有機配體的保護下這一結構十分穩(wěn)定，并且金納米顆粒的電子十分豐富，這一新型復合納米材料作為電子源的電子發(fā)射密度很大且單色性很好。
[0035]一大類寬帶隙半導體材料可以用作包裹金納米顆粒的有機配體，其突出特點是材料的導帶底能級位于其真空能級以上，表現出一定的負的電子親和勢，例如可以選擇不同鏈長的烷基硫醇作為金納米顆粒的有機配體，也可以選擇其他類型的非醇類配體。其中，特別是烷基硫醇(如巰基十一烷酸)不僅具有很好的自組裝性能，而且具有很大的電子傳輸距離和很低甚至負的電子親和勢，這就有可能利用烷基硫醇中的硫原子S與金納米顆粒中的金原子Au相互作用形成較強的Au-S鍵，如圖7所示，使它們結合成為有機配體包裹著的金納米顆粒復合材料，即金納米顆粒提供電子和具有低電子親和勢的鏈烷烴發(fā)射電子的復合型納米材料。
[0036]以巰基十一烷酸包裹的金納米顆粒薄膜為例，主要通過以下步驟制成:
[0037]步驟一:由巰基十一烷酸、氯金酸、四辛基溴化銨、硼氫化鈉等通過兩步兩相法(參見Acs Nano, 3 (2009) ,2722-2730頁)制成巰基i^一烷酸包裹的金納米顆粒復合材料。優(yōu)選地，巰基i^一烷酸4.5-27mg、質量百分比為10%的氯金酸l-3ml、四辛基溴化銨350-420mg、硼氫化鈉105_125mg。具體實施例如下:
[0038]實施例1
[0039]I)將Iml 10%的氯金酸稀釋為1ml I %的氯金酸，加入24ml的甲苯，快速攪拌1min ；2)隨后將400mg的相轉移試劑四辛基溴化銨倒入步驟I)得到的溶液中，甲苯相變?yōu)樯畛壬?，快速攪?-7min,用分液漏斗分離出甲苯相；3)在甲苯相中加入含有18mg巰基i^一烷酸的甲苯溶液，接著加入5mg/ml的硼氫化鈉溶液(整個過程加入硼氫化鈉的總量為115mg)，甲苯相立即變?yōu)樯钭厣?，高速攪?-3h ；4)分別用25ml的去離子水清洗步驟3)得到的溶液3-5次，分離掉溶液中的水相；5)把經清洗后的甲苯相倒入50ml圓底燒瓶中，55°C下旋轉蒸發(fā)10-20min后，瓶底周圍得到一層黑色蠟狀初產物；6)將上述初產物溶于Iml甲苯,并加入正己燒,經10000r/min高速離心后得到沉淀,重復本操作5_8次；7)將步驟6)的最終沉淀產物置于通風櫥中晾置2-3天，充分干燥后即得巰基十一烷酸包裹的金納米顆粒復合材料。
[0040]實施例2
[0041]I)將3ml 10%的氯金酸稀釋為30ml I %的氯金酸，加入24ml的甲苯，快速攪拌1min ；2)隨后將420mg的相轉移試劑四辛基溴化銨倒入步驟I)得到的溶液中，甲苯相變?yōu)樯畛壬?，快速攪?-7min,用分液漏斗分離出甲苯相；3)在甲苯相中加入含有27mg巰基i^一烷酸的甲苯溶液，接著加入5mg/ml的硼氫化鈉溶液(整個過程加入硼氫化鈉的總量為125mg)，甲苯相立即變?yōu)樯钭厣?，高速攪?-3h ；4)分別用25ml的去離子水清洗步驟3)得到的溶液3-5次，分離掉溶液中的水相；5)把經清洗后的甲苯相倒入50ml圓底燒瓶中，55°C下旋轉蒸發(fā)10-20min后，瓶底周圍得到一層黑色蠟狀初產物；6)將上述初產物溶于Iml甲苯,并加入正己燒,經10000r/min高速離心后得到沉淀,重復本操作5-8次；7)將步驟6)的最終沉淀產物置于通風櫥中晾置2-3天，充分干燥后即得巰基十一烷酸包裹的金納米顆粒復合材料。
[0042]實施例3
[0043]I)將2ml 10 %的氯金酸稀釋為20ml I %的氯金酸，加入24ml的甲苯，快速攪拌1min ；2)隨后將350mg的相轉移試劑四辛基溴化銨倒入步驟I)得到的溶液中，甲苯相變?yōu)樯畛壬?，快速攪?-7min,用分液漏斗分離出甲苯相；3)在甲苯相中加入含有4.5mg巰基i^一烷酸的甲苯溶液，接著加入5mg/ml的硼氫化鈉溶液(整個過程加入硼氫化鈉的總量為105mg)，甲苯相立即變?yōu)樯钭厣?，高速攪?-3h ；4)分別用25ml的去離子水清洗步驟3)得到的溶液3-5次，分離掉溶液中的水相；5)把經清洗后的甲苯相倒入50ml圓底燒瓶中，55°C下旋轉蒸發(fā)10-20min后，瓶底周圍得到一層黑色蠟狀初產物；6)將上述初產物溶于Iml甲苯，并加入正己燒,經10000r/min高速離心后得到沉淀,重復本操作5-8次；7)將步驟6)的最終沉淀產物置于通風櫥中晾置2-3天，充分干燥后即得巰基十一烷酸包裹的金納米顆粒復合材料。
[0044]本發(fā)明通過調控巰基十一烷酸等主要成分的含量比例，合成出了粒徑優(yōu)選為
1.5nm左右的小粒徑金納米顆粒。在透射電子顯微鏡(TEM)下觀察其分散情況如圖1所示，粒徑分布如圖2所示，結果表明通過該方法制得的金納米顆粒粒徑均一、分散性很好，80%以上的金顆粒粒徑分布在尺寸為1.3-1.7nm范圍內。
[0045]研究結果表明，這一粒徑的金納米顆粒具有十分優(yōu)越的自組裝微結構，這一方面歸因于有機配體烷基硫醇小分子特別是巰基十一烷酸具有十分強的自組裝能力，另一方面歸因于金納米顆粒的量子尺寸效應和含有豐富的電子。這一粒徑金納米顆粒通過自組裝具有異常優(yōu)異的電子發(fā)射性能。
[0046]步驟二:將所述巰基十一烷酸包裹的金納米顆粒復合材料溶于有機溶劑(例如甲醇)中，然后旋涂于平整的銅片或其它導電材料(如金、銀等)制成的襯底上，隨后置于通風櫥中充分干燥以得到巰基i^一烷酸包裹的金納米顆粒薄膜。
[0047]通過多次不同轉速(優(yōu)選為700-2500r/min，更優(yōu)選為1000r/min)的旋涂可使制備的金納米顆粒薄膜的厚度和表面平整度大大增加，并且可以形成大面積、高度有序的超晶格結構，這要好于很多已報道的金納米顆粒薄膜的制備方法，例如滴膜法。
[0048]薄膜干燥后，在顯微鏡下觀察薄膜表面平整均勻部分的面積約為1mmXlOmm以上，采用輪廓儀測得薄膜的平均厚度約為100-200 μ m范圍內，實驗中的最佳厚度約為150 μ m0
[0049]步驟三:將干燥后的所述巰基十一烷酸包裹的金納米顆粒薄膜置于真空烘箱內，在一定溫度范圍(優(yōu)選為80-180°C，更優(yōu)選為150°C)下進行退火處理約30min，其中，通過循環(huán)冷卻水維持熱處理溫度以及調控薄膜的加熱速率和降溫速率均為5-10°C /min。
[0050]經過退火處理后，通過金納米顆粒與烷基硫醇中烷基鏈的相互作用可以自組裝成大面積、聞度有序的以金納米顆粒為基兀的超晶格結構。
[0051]該巰基i^一烷酸包裹的金納米顆粒薄膜的自組裝結構有序性和電子發(fā)射性能可通過如下一系列的實驗表征完成:
[0052](I)大尺寸超晶格結構觀察:
[0053]在掃描電子顯微鏡(SEM)下可以看到尺寸為微米級的大顆粒矩形晶塊，該矩形晶塊有規(guī)律地分散于薄膜表面(如圖2所示)，其邊長達到1.8-2.2 μ m(如圖3所示)；
[0054](2)面外短周期結構觀察:
[0055]薄膜的X射線衍射實驗結果顯示沿面外方向(qz)具有一系列明亮尖銳的衍射圓弧，這表明該薄膜具有高度有序的面外短周期結構，如圖5所示，經計算其周期長度約為2.5±0.2nm，此方向上的晶粒尺寸約為141±7nm ；
[0056](3)面內長周期結構觀察:
[0057]薄膜的小角散射實驗結果顯示沿面內方向(qxy)具有兩個明亮的衍射圓斑，這表明該薄膜具有十分明顯的面內長周期結構，如圖6所示，經計算其周期長度約為30±3nm、此方向上的晶粒尺寸約為90±4.5nm。
[0058]該烷基硫醇包裹的金納米顆粒薄膜的場致增強二次電子發(fā)射機理如圖7、圖8所示，金納米顆粒吸收大量的光子后，其束縛態(tài)電子受激發(fā)躍遷到費米能級以上，并在Au-S鍵的相互作用轉移并集聚到有機配體烷基硫醇的導帶能級底部，最后在外加電場的作用下發(fā)射出來，經電極收集形成光電流。
[0059]本發(fā)明還提供一種以所述烷基硫醇包裹的金納米顆粒薄膜為發(fā)射源的場致電子發(fā)射裝置，其中，圖10示出一種兩終端場致電子發(fā)射裝置，其與傳統(tǒng)的兩終端場致電子發(fā)射裝置在結構上基本一致，主要包括采用不銹鋼板材料做成的密閉立方體容器7(長6cm、寬6cm、高3cm)，并在其上表面開一個尺寸(直徑約為Icm)與襯底銅片I面積相當的圓孔并以ITO導電玻璃6 (厚度約為0.3cm)封閉，其中導電一側面朝空腔內部，便于收集發(fā)射電子。烷基硫醇包裹的金納米顆粒薄膜2涂敷于襯底銅片I上作為發(fā)射陰極，紫外光或X射線8可以直接透過ITO導電玻璃6、絕緣材料3、陽極4、陰極1、2等，從而實現二次電子發(fā)射和測量。該裝置可以在同步輻射光源和實驗室光源下使用，并可以滿足一些相關實驗的原位實時研究。
[0060]圖9示出本發(fā)明的場致電子發(fā)射裝置的另一實施例，它是一個典型的三終端場致電子發(fā)射裝置，其與傳統(tǒng)的三終端場致電子發(fā)射裝置在結構上基本一致，也包括未標示出的密閉立方體容器，其中，烷基硫醇包裹的金納米顆粒薄膜2旋涂在襯底銅片I上作為發(fā)射陰極，陽極4是由金屬涂層或導電性好的金屬氧化物材料做成(比如金薄膜、銀薄膜、銅薄膜以及氧化銦錫薄膜等)，其與陰極1、2正對；在陽極4和陰極1、2之間為聚焦電極5，主要由導電性很好的金屬塊(如銅塊等)做成，以絕緣性好的陶瓷材料(如氧化鋁陶瓷材料等)作為支架支撐。該典型的三終端場致電子發(fā)射裝置就像一個門電路一樣，偏壓主要加在陰極和聚集電極之間，用來激發(fā)電子發(fā)射，在聚焦電極的作用下將電子束準直，準直的電子束經陰極與陽極的電勢差加速后運動至陽極從而被收集，形成電流。
[0061]按照圖9或10連接好裝置，并將整個密閉容器中的真空度保持在10-4mbar以上，首先測試薄膜的暗電流，然后測試薄膜在紫外光或X射線的照射下的光電流，如圖11實線所示。由該圖可以看出，本發(fā)明的薄膜發(fā)射電子優(yōu)良性能，發(fā)射強度是如圖11虛線所示的標準參考樣品(采用磁控濺射的方法制備的厚度約為300nm的金薄膜)的近2個量級，在入射光子的能量為SOeV情況下，最強二次電子發(fā)射峰位于3.SeV附近，能量展寬(實線所示發(fā)射譜的半高寬，即發(fā)射電子的單色性)小于0.leV，且占總發(fā)射光電子強度的80%以上，這一方面與退火處理后金納米顆粒薄膜內部形成的大尺寸晶塊、高度有序的超晶格結構密切相關，光吸收效率高的金納米顆粒能夠通過有機配體長程傳輸距離有效發(fā)射光電子；另一方面與利用烷基硫醇的較低的電子親和勢緊密相關，與其它寬帶隙材料相比，有機配體烷基硫醇分子具有很大的內在優(yōu)勢，即其分子導帶能級包含能量分布非常窄的電子態(tài)，有利實現金納米顆粒薄膜發(fā)射高強度、準單色化的電子束。
[0062]本發(fā)明通過上述方法制得的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，具有以有機配體包裹的粒徑為1.3-1.1xm的金納米顆粒為基元的超晶格結構，其中金納米顆粒提供電子，具有低電子親和勢的有機配體增強電子發(fā)射，以此薄膜作為電子發(fā)射源在低偏壓下發(fā)射均一、高強度、準單色化的電子束，具有發(fā)射面積大(發(fā)射面積可達平方厘米級以上)，發(fā)射強度高(發(fā)射強度比金標準樣品提高近2個量級)，單色性能好(能量展寬小于0.1eV)等優(yōu)點，顯著優(yōu)于利用其它現有技術制備的金納米顆粒薄膜。在制備工藝方面，材料合成中的實驗環(huán)境、各組分配比等條件可精確定量控制，不需要昂貴的真空設備，制作方法十分經濟簡捷，明顯優(yōu)于利用其它現有技術制備電子源的方法，比如Shen等利用生長在金或銀膜襯底上的金剛烷作為電子發(fā)射源的蒸發(fā)沉積法。
[0063]因此，本發(fā)明的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜可以作為很好的單色電子源，大大提高場發(fā)射電子源在工業(yè)和商業(yè)設施中的應用，尤其是在平板顯示領域和X射線探測領域的應用，其應用前景廣闊和實際意義重大，不僅可以推動電子發(fā)射源相關領域的發(fā)展，t匕如電子顯微鏡、平板顯示、微波放大、真空微電子器件等，特別是需要單色化電子源的應用，而且可能推動射線探測領域的發(fā)展，比如可以改裝為紫外線或X射線探測器。
[0064]前面提供了對較佳實施例的描述，以使本領域內的任何技術人員可使用或利用本發(fā)明。對該較佳實施例，本領域內的技術人員在不脫離本發(fā)明原理的基礎上，可以作出各種修改或者變換。應當理解，這些修改或者變換都不脫離本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，其特征在于，具有以有機配體包裹的粒徑為1.3-1.1xm的金納米顆粒為基元的超晶格結構。
2.如權利要求1所述的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，其特征在于，所述金納米顆粒的粒徑為1.5nm。
3.如權利要求1或2所述的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，其特征在于，所述有機配體為燒基硫醇。
4.如權利要求3所述的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，其特征在于，所述有機配體為疏基十一燒酸。
5.如權利要求1或2所述的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，其特征在于，所述超晶格結構包括規(guī)律地分散于薄膜表面的矩形晶塊，所述矩形晶塊的邊長為1.8-2.2 μ m。
6.如權利要求1或2所述的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，其特征在于，所述超晶格結構包括沿面外方向的短周期結構，該短周期結構的周期長度為2.3-2.7nm，所述面外方向上的晶粒尺寸為134-148nm。
7.如權利要求1或2所述的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，其特征在于，所述超晶格結構包括沿面內方向的長周期結構，該長周期結構的周期長度為27-33nm，所述面內方向上的晶粒尺寸為85.5-94.5nm。
8.如權利要求1或2所述的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，其特征在于，所述薄膜的厚度約為100-200 μ m。
9.如權利要求4所述的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜，其特征在于，通過以下步驟制成:(1)由巰基i^一烷酸4.5-27mg、質量百分比為10 %的氯金酸l_3ml、四辛基溴化銨350-420mg、硼氫化鈉105_125mg通過兩步兩相法制成巰基^--燒酸包裹的金納米顆粒復合材料； (2)將所述巰基十一烷酸包裹的金納米顆粒復合材料溶于有機溶劑后旋涂于襯底后充分干燥以得到巰基i^一烷酸包裹的金納米顆粒薄膜，其中，襯底的轉速為700-2500r/min ； (3)將干燥后的所述巰基十一烷酸包裹的金納米顆粒薄膜在80-180°C下進行退火處理，其中，加熱速率和降溫速率均為5-10°C /min。
10.一種場致電子發(fā)射裝置，其特征在于，包括由涂敷于襯底上的如權利要求1或2所述的有機配體包裹的金納米顆粒薄膜構成的陰極。
【文檔編號】H01J29/04GK104176701SQ201410406414
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權日:2014年8月18日
【發(fā)明者】高興宇, 楊迎國, 馮尚蕾, 王菲, 王鵬 申請人:中國科學院上海應用物理研究所