專利名稱：一種CuO棱柱狀納米結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體材料、極化材料與器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種由納米
構(gòu)造而成的Cu0棱柱狀納米結(jié)構(gòu)以及用兩步法(狀態(tài)由固-液-固轉(zhuǎn)變)的制備 該納米結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
CuO是一種窄禁帶半導(dǎo)體，帶隙為1.2eV，在光電子器件、光催化和太陽能 電池中有很大的應(yīng)用前景，又由于其熱穩(wěn)定性，高機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性等特 殊性質(zhì)，引起了人們對其納米結(jié)構(gòu)的場發(fā)射特性研究的興趣。特別是近年來， 視頻技術(shù)的不斷進(jìn)步導(dǎo)致人們對視覺感受的不斷提高。原來的CRT(陰極射線管) 及其LCD液晶顯示器凸現(xiàn)出它們的一些弊端，等離子的造價太高的問題，人們對 場發(fā)射顯示器越來越感興趣，對其期望值也越來越高，想必在不久的將來由場 發(fā)射材料制造的顯示設(shè)備將大批的普及。所以近來，人們利用各種方法(固相 法、控制雙射流的液相沉積技術(shù)、噴霧熱解法、醇解法和聲化學(xué)法等)制備出 了各種不同的一維CuO納米結(jié)構(gòu)，例如納米線，納米帶，納米針，納米蒲公英， 納米鉛筆，納米棒等，并對這些納米結(jié)構(gòu)的場發(fā)射特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明， 具有尖端的那些納米結(jié)構(gòu)更容易發(fā)射出電子，然而到目前為止，所有的一維納 米結(jié)構(gòu)由于其表面比較的光滑往往都只能從頂端發(fā)射電子，所以多尖端的納米結(jié)構(gòu)才能進(jìn)一步的提高場發(fā)射性能的，所以有必要制作一種具有粗糙表面的CuO 納米結(jié)構(gòu)來作為新一代的場發(fā)射陰極材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種Cu0棱柱狀納米結(jié)構(gòu)，以及制備這種Cu0棱柱狀 納米結(jié)構(gòu)的方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提供一種Cu0棱柱狀納米結(jié)構(gòu)及其制備方法，這種Cu0棱柱狀納米 結(jié)構(gòu)通過水熱和煅燒兩步法在襯底直接生長而成的，產(chǎn)物具有很高的密度，并 具有比粗糙的表面，其長度在一般在2-6/zm，頂端正方形邊長一般在400-700nm 左右。更優(yōu)的為長度為3-6/zm，頂端正方形邊長為400-700nm。
這種CuO棱柱狀納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其具體工藝如下
a) 先將銅片打磨，用超聲波清洗干凈，然后切成幾小片約1.5cmX2cm;
b) 取物質(zhì)量濃度為20。/。的氨水(NH3*H20) 25-30毫升放入100ml廣口瓶中， 緊閉瓶口；
c) 將銅片放入裝有氨水的廣口瓶中；
d) 用量筒取10-15毫升濃度為30%的雙氧水，然后用滴管勻速逐滴的把雙氧 水滴入廣口瓶中，緊閉瓶口；
e) 將廣口瓶放入6(TC-65"C溫度的水浴鍋，反應(yīng)進(jìn)行2-3小時后，取出銅片
放于培養(yǎng)皿上；
f) 把培養(yǎng)皿放入恒溫烘箱中用14CrC-150。C溫度煅燒；
g) 從烘箱中取出培養(yǎng)皿，即可看到銅片表面凸起的一簇一簇的黑色氧化銅，即為本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)。
所述的銅片純度為99%，厚度為0. 1-0. 3mm; 所述的NH3 H20選自上海凌鋒化學(xué)試劑有限公司； 所述的&02選自上海凌鋒化學(xué)試劑有限公司； 所述的烘箱為上海一恒科技公司型號DHG-9075A型
本發(fā)明為一種CuO棱柱狀納米結(jié)構(gòu)。相對于以前合成的納米結(jié)構(gòu)，本發(fā)明 的突出特點(diǎn)是(1)低壓，壓力只需要是常壓即可；(2)不需要催化劑，節(jié)省 資源，低生產(chǎn)成本；(3)不需要非常困難的操作，方法非常的簡單；(4)成本 低，重復(fù)性好，而且是大面積的生長；(5)溫度不高，沒有危險。


圖1是CuO的納米稻草的X射線衍射圖2是大量氧化銅納米棱柱的SEM照片； 圖3是納米棱柱高放大倍數(shù)的SEM照片。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。 實(shí)施例l
a) 把銅片打磨，用超聲波清洗干凈，然后切成幾小片約1.5cmX2cm;
b) 取物質(zhì)量濃度為20%的氨水(NH3'H20) 25毫升放入100ml廣口瓶中，緊 閉瓶口；C)把打磨好的銅片放入裝有氨水的廣口瓶中；
d) 再用量筒取10毫升濃度為30%的雙氧水，然后用滴管勻速逐滴的把雙氧
水滴入廣口瓶中，緊閉瓶口；
e) 把廣口瓶放入60'C的水浴鍋，反應(yīng)進(jìn)行2小時后，取出銅片放于培養(yǎng)皿
上；
f) 把培養(yǎng)皿放入恒溫烘箱中用14(TC煅燒；
g) 從烘箱中取出培養(yǎng)皿，即可看到銅片表面凸起的一簇一簇的黑色氧化銅。
實(shí)施例2
a) 把銅片打磨，用超聲波清洗干凈，然后切成幾小片約1.5cmX2cm;
b) 取物質(zhì)量濃度20%的氨水(NH3*H20 ) 30毫升放入100ml廣口瓶中，緊閉 瓶口；
c) 把打磨好的銅片放入裝有氨水的廣口瓶中；
d) 再用量筒取15毫升濃度為30%的雙氧水，然后用滴管勻速逐滴的把雙氧
水滴入廣口瓶中，緊閉瓶口；
.e)把廣口瓶放入65X:的水浴鍋，反應(yīng)進(jìn)行3小時后，取出銅片放于培養(yǎng)皿
上；
f) 把培養(yǎng)皿放入恒溫烘箱中用15(TC煅燒；
g) 從烘箱中取出培養(yǎng)皿，即可看到銅片表面凸起的一簇一簇的黑色氧化銅。
實(shí)施例3
a)把銅片打磨，用超聲波清洗干凈，然后切成幾小片約1.5cmX2cm;b) 取物質(zhì)量濃度為20%的氨水(NH3，H20 ) 26毫升放入100ml廣口瓶中，緊閉瓶口；
c) 把打磨好的銅片放入裝有氨水的廣口瓶中；
d) 再用量筒取12毫升濃度為30%的雙氧水，然后用滴管勻速逐滴的把雙氧
水滴入廣口瓶中，緊閉瓶口；
e) 把廣口瓶放入63'C的水浴鍋，反應(yīng)進(jìn)行2.5小時后，取出銅片放于培養(yǎng)皿上；
f) 把培養(yǎng)皿放入恒溫烘箱中用145。C的溫度煅燒；
g) 從烘箱中取出培養(yǎng)皿，即可看到銅片表面凸起的一簇一簇的黑色氧化銅。
從圖1的所示的XRD圖上我們可以看出由于是生長在銅襯底上的氧化銅納米棱柱，所以三個主峰(標(biāo)記著黑點(diǎn))是均是銅峰，其余峰均為氧化銅峰(以星號為標(biāo)記)，可以看出生成物氧化銅納米棱柱非常純凈，不含氧化亞銅和氫氧化銅等雜質(zhì)。其中銅峰為(002)徑向，因為該方法中氧化銅的擇優(yōu)生長的徑向。
圖2為實(shí)施例2，朋3*仏0濃度為20%，煅燒溫度150攝氏度時候生長的氧化銅納米棱柱概貌。圖3為將圖2放大到14000倍時的SEM圖，從圖中我們可以清楚看到，所得的CuO長度為3-6Mn，頂端正方形邊長為400-700nm。
權(quán)利要求
1、一種CuO棱柱狀納米結(jié)構(gòu)，其特征在于這種CuO棱柱狀納米結(jié)構(gòu)通過水熱和煅燒兩步法在襯底直接生長而成的，并具有比粗糙的表面，其長度為2-6μm，頂端正方形邊長為400-700nm。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種CuO棱柱狀納米結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 的Cu0棱柱狀納米結(jié)構(gòu)長度為3-6//m，頂端正方形邊長為400-700歷。
3、 權(quán)利要求l所述的CuO棱柱狀納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其具體工藝如下:a) 先將銅片打磨，用超聲波清洗干凈，然后切成幾小片約1.5cmX2cm;b) 取物質(zhì)量濃度為20%的氨水(NH3'H20) 25-30毫升放入100ml廣口瓶中， 緊閉瓶口；c) 將銅片放入裝有氨水的廣口瓶中；d) 用量筒取10-15毫升濃度為30%的雙氧水，然后用滴管勻速逐滴的把雙氧水滴入廣口瓶中，緊閉瓶口；e) 將廣口瓶放入6(TC-65。C溫度的水浴鍋，反應(yīng)進(jìn)行2-3小時后，取出銅片放于培養(yǎng)皿上；f) 把培養(yǎng)皿放入恒溫烘箱中用14(TC-15(TC溫度煅燒；g) 從烘箱中取出培養(yǎng)皿，即可看到銅片表面凸起的一簇一簇的黑色氧化銅， 即為本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種CuO棱柱狀納米結(jié)構(gòu)及其制備方法。屬于半導(dǎo)體材料、極化材料與器件技術(shù)領(lǐng)域。具體步驟為a)先將銅片打磨，用超聲波清洗干凈，然后切成幾小片1.5cm×2cm；b)取物質(zhì)量濃度為20％的氨水25-30毫升放入100ml廣口瓶中，緊閉瓶口；c)將銅片放入裝有氨水的廣口瓶中；d)用量筒取10-15毫升濃度為30％的雙氧水勻速逐滴滴入廣口瓶中，緊閉瓶口；e)將廣口瓶放入60℃-65℃溫度的水浴鍋，反應(yīng)進(jìn)行2-3小時后，取出銅片放于培養(yǎng)皿上；f)把培養(yǎng)皿放入恒溫烘箱中用140℃-150℃溫度煅燒；g)從烘箱中取出培養(yǎng)皿，即可看到銅片表面凸起的一簇一簇的黑色氧化銅，即為本發(fā)明的納米結(jié)構(gòu)。
文檔編號C01G3/02GK101481132SQ20081020330
公開日2009年7月15日 申請日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者晉 吳, 尚德建, 徐建文, 朱自強(qiáng), 李立君, 許玉娥, 可 郁 申請人:華東師范大學(xué)