S納米結(jié)構(gòu)和場電子發(fā)射陰極材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)及其制備方法，以一次水熱法合成的納米片自組裝Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)為骨架，以二次水熱法合成的Cu2S納米薄片均勻分布在所述Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)的納米片表面與邊緣，形成所述自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了基于自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的場電子發(fā)射陰極材料及其制備方法。本發(fā)明制備方法具有成本低、制備條件簡單、重復(fù)性高、雜質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)及場電子發(fā)射陰極材料結(jié)晶性高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，比表面積大，邊緣超薄，具有優(yōu)良的場電子發(fā)射性能。
【專利說明】自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)和場電子發(fā)射陰極材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料與器件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)及其制備方法、以及含有自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的場電子發(fā)射陰極材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]Cu2S是一種目前較為熱門的P型窄禁帶過渡金屬硫化物半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度約為1.2eV。硫化亞銅具有多種晶型結(jié)構(gòu)，目如發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有單斜晶系、TK方晶系和立方晶系等，其中，常見的單斜晶Cu2S在1I °C左右具有相變特性。由于銅空位的存在，硫化亞銅也會以一些非整比化合物的形式存在，擁有多種化學(xué)計(jì)量比，如CUl.94S，CUl.8S和CUl.75S。在光伏器件、鋰離子電池、場發(fā)射器件和光催化材料等許多領(lǐng)域表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。Cu2Sm米結(jié)構(gòu)形貌多樣，在光伏器件、超級電容、鋰電池以及傳感器領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。由于&1#獨(dú)特的物理化學(xué)性能，納米線與納米片結(jié)構(gòu)的Cu2S也是一種良好的場電子發(fā)射材料。由于Cu2S納米線制備要求較高，發(fā)射點(diǎn)密度均勻性較差，在平面場發(fā)射器件應(yīng)用上還存在較多困難。片狀Cu2Sm米結(jié)構(gòu)是目前場發(fā)射領(lǐng)域研究較多的結(jié)構(gòu)，具有制備簡便、產(chǎn)量豐富以及發(fā)射點(diǎn)密度較均勻的優(yōu)點(diǎn)。但是目前片狀結(jié)構(gòu)的Cu2S納米材料，大多為納米片自組裝的球狀結(jié)構(gòu)，相對場發(fā)射應(yīng)用來說，納米片厚度較大，發(fā)射點(diǎn)密度較小，影響了場電子發(fā)射性能。因此，為了提高Cu2S的場發(fā)射性能，必須降低其納米片厚度，提高發(fā)射點(diǎn)密度，這是當(dāng)前Cu2S場電子發(fā)射領(lǐng)域急需解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有優(yōu)秀場電子發(fā)射能力的自鑲嵌三維Cu2S半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)材料。
[0004]本發(fā)明提供了一種自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)，以所述一次水熱法合成的納米片自組裝Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)為骨架，所述二次水熱法合成的Cu2S納米薄片均勻分布在所述Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)的納米片表面與邊緣，形成所述自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)。本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)是本發(fā)明首次提出的一種新結(jié)構(gòu)，尚未見任何其他文獻(xiàn)報道。
[0005]其中，所述二次水熱法合成的Cu2S納米薄片鑲嵌在一次水熱法合成的球狀Cu2S納米結(jié)構(gòu)的納米片表面，整體保持球狀納米結(jié)構(gòu)。
[0006]其中，經(jīng)晶體結(jié)構(gòu)測定，所述一次水熱法合成的自組裝Cu2S球狀納米晶體、所述二次水熱法合成的Cu2S納米薄片均為立方晶系。
[0007]其中，所述一次水熱法合成的自組裝Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)的直徑為1.5μπι?
2.5 μ m ;優(yōu)選地,直徑約2 μ m。所述二次水熱法合成的Cu2S納米薄片直徑約30nm?40nm。
[0008]其中，所述一次水熱法合成是指利用一次水熱反應(yīng)獲得產(chǎn)品的方法。本發(fā)明中通過一次水熱法合成骨架。所述二次水熱法合成是指在第一次水熱反應(yīng)的基礎(chǔ)上，利用合成所得產(chǎn)品，再次進(jìn)行水熱反應(yīng)的方法。通過二次水熱法合成得到鑲嵌在骨架上的納米薄片為本發(fā)明首次創(chuàng)新提出。
[0009]本發(fā)明還提供一種自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的制備方法，本發(fā)明的制備方法，生產(chǎn)成本低，重復(fù)性高，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，包括如下步驟:
[0010](4)利用水熱法，以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)，以乙醇為溶劑，制備得到自組裝Cu2S球狀納米顆粒即Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)；
[0011](5)將步驟(I)中獲得的Cu2S球狀納米顆粒中的一半樣品，加入以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)、以乙醇為溶劑的混合溶液中，利用二次水熱法，合成得到所述自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)，清洗并烘干后獲得灰黑色粉末狀自鑲嵌球形三維Cu2S納米顆粒。
[0012]其中，所述步驟(I)中，所述二水氯化銅、硫脲和乙醇的典型配比為lg、0.8g和80mLo
[0013]其中，所述步驟(2)中，所述二水氯化銅、硫脲和乙醇的典型配比為0.25g、0.2g和80mLo
[0014]其中，所述步驟(2)中，所述二次水熱法合成的薄片狀Cu2S納米晶體均勻分布在所述Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)的納米片表面與邊緣,形成所述自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)。
[0015]其中，所述水熱法反應(yīng)條件為150°C?170°C、6h?8h。優(yōu)選地，水熱法反應(yīng)條件為 160。。、6h。
[0016]本發(fā)明中，以所述一次水熱法合成的納米片自組裝Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)為骨架，所述二次水熱法合成的小尺寸Cu2S納米薄片均勻鑲嵌在Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)的納米片表面與納米片邊緣，形成自鑲嵌三維Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)。所述一次水熱法合成的Cu2S球狀納米骨架的直徑約2 μ m，由垂直于中心的納米片組成，納米片的厚度僅有1nm左右。所述二次水熱法合成的Cu2Sm米薄片直徑約30nm-40nm,納米薄片的厚度小于球狀骨架的納米片厚度，其值在5nm左右。
[0017]其中，球狀Cu2S納米骨架是指Cu2S單獨(dú)生長的納米球結(jié)構(gòu)。Cu2S納米晶體是指Cu2S納米單晶結(jié)構(gòu)晶體。自鑲嵌三維Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)是指Cu2S納米薄片生長在Cu2S納米片自組裝球狀骨架上的納米球結(jié)構(gòu)。
[0018]本發(fā)明創(chuàng)新提出的制備方法，是在沒有表面活性劑等添加劑的協(xié)助下，通過二次水熱合成法，制備得到產(chǎn)物自鑲嵌三維Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料。首先通過第一次水熱法合成納米片自組裝球狀Cu2S骨架，然后通過第二次水熱法合成自鑲嵌三維Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)。XRD測試表明，一次與二次水熱法所獲得的產(chǎn)物均為結(jié)晶性高的立方相Cu2S半導(dǎo)體材料。
[0019]在本發(fā)明制得的產(chǎn)物中，納米片自組裝球狀Cu2S骨架的表面被Cu2S納米薄片均勻覆蓋，二次水熱法生成的納米薄片厚度更薄，場發(fā)射電子更容易從納米薄片的邊緣逸出。二次水熱法生成的納米薄片也增加了場發(fā)射位，發(fā)射點(diǎn)密度更高，能提高場發(fā)射點(diǎn)位的均勻性。本發(fā)明首次創(chuàng)新提出二次水熱法生長表面自鑲嵌球狀Cu2S納米，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，其形貌更有利于場電子發(fā)射應(yīng)用。
[0020]本發(fā)明還提供一種場電子發(fā)射材料，其包括Si襯底、以及利用絲網(wǎng)印刷法覆在所述Si襯底上的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)，構(gòu)成場電子發(fā)射陰極即基于Si襯底的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的場電子發(fā)射材料。
[0021]其中，所述Si襯底為單晶娃或多晶娃,厚度約0.3mm-0.5mm。所述Si襯底還可以是銅襯底。
[0022]其中，所述自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)均勻分布在Si襯底的表面。
[0023]其中，所述絲網(wǎng)印刷法為本領(lǐng)域納米材料制膜工藝的公知的通常方法。所述絲網(wǎng)印刷法溶劑為異丙醇。
[0024]本發(fā)明還提供了所述基于Si襯底的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的場電子發(fā)射陰極材料的制備方法。所述制備方法包括:
[0025](I)利用水熱法，以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)，以乙醇為溶劑，制備得到自組裝Cu2S球狀納米顆粒；
[0026](2)將步驟(I)中獲得的Cu2S球狀納米顆粒中一半的樣品，加入以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)、以乙醇為溶劑的混合溶液中，利用二次水熱法，合成得到自鑲嵌三維Cu2S納米顆粒，清洗并烘干后獲得灰黑色粉末狀自鑲嵌球形三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)；
[0027](3)將步驟⑵中獲得的自鑲嵌球形三維Cu2S納米顆粒分散于異丙醇溶劑，超聲處理得到混懸液；
[0028](4)利用絲網(wǎng)印刷法將步驟(3)中獲得的混懸液印刷在Si襯底上并烘干，得到場電子發(fā)射陰極即得到基于Si襯底的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的場電子發(fā)射陰極材料。
[0029]其中，所述絲網(wǎng)印刷法烘干溫度為90°C?120°C，烘干時間為Ih?3h。優(yōu)選地，所述絲網(wǎng)印刷法烘干溫度為100°c，烘干時間為2h。
[0030]本發(fā)明制備方法生產(chǎn)成本低，重復(fù)性高，發(fā)射位多，飽和電流高，制備條件簡單，雜質(zhì)少，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)及場電子發(fā)射陰極材料結(jié)晶性高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，比表面積大，邊緣超薄，具有優(yōu)秀的場電子發(fā)射性能。本發(fā)明在自鑲嵌納米結(jié)構(gòu)的合成與場發(fā)射性能上均有突出的優(yōu)點(diǎn)。在國際上尚屬首次報道，在場發(fā)射領(lǐng)域具有優(yōu)秀的應(yīng)用前景。
[0031]在三維結(jié)構(gòu)方面，本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)是以一次水熱法合成的納米片自組裝Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)為骨架，Cu2S納米薄片均勻分布在一次水熱法合成的納米片表面與邊緣，為首次合成成功，結(jié)構(gòu)非常新穎。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明突出特點(diǎn)包括:首次利用二次水熱法成功制備了表面自鑲嵌Cu2S納米結(jié)構(gòu)；設(shè)備簡單，一般實(shí)驗(yàn)室設(shè)備都能達(dá)到要求；不需要高難度的操作，方法非常簡單；不需要催化劑以及表面活性劑，節(jié)省資源并能防止引入其他雜質(zhì)；成本低，重復(fù)性好，而且可以大批量制備。
[0032]在場發(fā)射性能上，相對于現(xiàn)有技術(shù)制備的納米片自組裝Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)，本發(fā)明自鑲嵌Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)的場發(fā)射性能得到顯著增強(qiáng)，開啟電場、閾值電場、發(fā)射電流穩(wěn)定性等參數(shù)能都得到較大的提高。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)包括:二次水熱法生成的自鑲嵌納米片厚度薄，直徑小，其局域電場效應(yīng)有利于電子在外電場作用下從薄片結(jié)構(gòu)的邊緣逸出；由于多級電場效應(yīng)，在初始自組裝Cu2S納米片上增強(qiáng)的初級場作為二級場施加在二次水熱法生成的自鑲嵌Cu2S納米薄片上，增加了自鑲嵌Cu2S納米薄片的電場強(qiáng)度，有利于電子從薄片邊緣逸出到真空；自鑲嵌Cu2S納米薄片尺寸較小，可以作為額外的場發(fā)射點(diǎn)，增強(qiáng)場發(fā)射效果并降低飽和電壓?？梢?，本發(fā)明基于Si場發(fā)射襯底的自鑲嵌Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)及場電子發(fā)射材料，在當(dāng)前場電子發(fā)射顯示領(lǐng)域提供了良好應(yīng)用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的X射線衍射圖，其中，上方表示的是自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的X射線衍射圖，下方表示的是初始一次水熱法合成的納米片自組裝Cu2S納米結(jié)構(gòu)的X射線衍射圖。
[0034]圖2是本發(fā)明一次水熱法合成的納米片自組裝Cu2S納米結(jié)構(gòu)的SEM圖，其中，右上方插圖為其高倍放大SEM圖。
[0035]圖3是本發(fā)明二次水熱法合成的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的SEM圖，其中，右上方插圖為其高倍放大SEM圖。
[0036]圖4是本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的高分辨率TEM圖，選取于右上方Cu2S納米結(jié)構(gòu)TEM插圖的紅框部分。
[0037]圖5 (a)為本發(fā)明基于Si襯底自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的場電子發(fā)射陰極材料的場發(fā)射電流密度(J)和外電場強(qiáng)度(E)關(guān)系圖；圖5(b)為對應(yīng)的Fowler-Nordheim(F-N)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不局限于以下實(shí)施例。在不背離發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包含在本發(fā)明中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護(hù)范圍。實(shí)施本發(fā)明的過程、條件、試劑、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識和公知常識，本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。
[0039]本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟:
[0040](I)利用水熱法，以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)，乙醇為溶劑，制備自組裝Cu2S球狀納米顆粒；
[0041](2)將步驟(I)中獲得的Cu2S球狀納米顆粒中一半的樣品，加入以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)，乙醇為溶劑的混合溶液中，利用二次水熱法，合成得到自鑲嵌三維Cu2S納米顆粒，清洗并烘干后獲得灰黑色粉末狀自鑲嵌球形三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)。
[0042]本發(fā)明基于Si襯底的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的場電子發(fā)射材料的制備方法，包括如下步驟:
[0043](I)利用水熱法，以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)，乙醇為溶劑，制備自組裝Cu2S球狀納米顆粒；
[0044](2)將步驟(I)中獲得的Cu2S球狀納米顆粒中一半的樣品，加入以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)，乙醇為溶劑的混合溶液中，利用二次水熱法，合成得到自鑲嵌三維Cu2S納米顆粒，清洗并烘干后獲得灰黑色粉末狀自鑲嵌球形三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)；
[0045](3)利用絲網(wǎng)印刷法將自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)覆在Si襯底上并烘干，得到本發(fā)明的場電子發(fā)射陰極。
[0046]本發(fā)明中，所述的所有用于制備的原料均是分析純，可直接使用。
[0047]實(shí)施例1制備自鑲嵌球形三維Cu2S納米顆粒
[0048]自鑲嵌球形三維Cu2S納米顆粒的制備步驟如下:
[0049]1、將Ig 二水氯化銅與0.8g硫脲粉末加入80mL乙醇中，攪拌30分鐘；
[0050]2、將10mL容量的特氟龍反應(yīng)釜洗凈，緩緩加入上述攪拌好的混合溶液；
[0051]3、把密封的反應(yīng)釜放到加熱爐中，設(shè)置爐溫為160°C，反應(yīng)時間為6小時；
[0052]4、反應(yīng)結(jié)束后，自然降溫至室溫，倒出反應(yīng)液，取出沉淀的灰黑色粉末。經(jīng)乙醇和去離子水清洗數(shù)次后，獲得純凈的納米片自組裝球狀Cu2S納米樣品。將純凈的樣品在真空烘箱中60°C烘干6小時待用；
[0053]5、將前述步驟4中獲得的Cu2S球狀納米顆粒中一半的樣品，加入以0.25g 二水氯化銅和0.2g硫脲為溶質(zhì)，SOmL乙醇為溶劑的混合溶液中，利用水熱法，重復(fù)前述步驟1-4，獲得灰黑色粉末狀自鑲嵌球形三維Cu2S納米顆粒。
[0054]檢測所得到的產(chǎn)物灰黑色粉末狀自鑲嵌球形三維Cu2S納米顆粒，其XRD測定譜圖如圖1所示，其SEM圖如圖2與圖3所示，其TEM圖如圖4所示。
[0055]如圖1是本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的X射線衍射圖，其中，上方表示的是自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的X射線衍射圖，下方表示的是初始一次水熱法合成的納米片自組裝Cu2S納米結(jié)構(gòu)的X射線衍射圖。所有的峰都是Cu2S的峰，沒有明顯的雜質(zhì)峰存在，兩種納米晶體的結(jié)構(gòu)均為立方晶系。
[0056]如圖2是本發(fā)明一次水熱法合成的納米片自組裝Cu2S納米結(jié)構(gòu)的SEM圖，其中，右上方插圖為其高倍放大SEM圖。自組裝Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)骨架的直徑約2 μ m,由垂直于中心的納米片組成，納米片的厚度僅有1nm左右。
[0057]如圖3是本發(fā)明二次水熱法合成的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的SEM圖，其中，右上方插圖為其高倍放大SEM圖。二次水熱法合成的Cu2S納米薄片直徑約30nm-40nm,納米薄片的厚度小于球狀骨架的納米片厚度，其值在5nm左右。
[0058]如圖4是本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的高分辨率TEM圖，選取于右上方Cu2S納米結(jié)構(gòu)--Μ插圖的方框部分。
[0059]實(shí)施例2制備基于Si襯底的自鑲嵌三維Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)的柔性場電子發(fā)射材料
[0060]按實(shí)施例1中的步驟I?5依次進(jìn)行，然后進(jìn)一步地，繼續(xù)以下步驟:
[0061]6、將0.3mm厚Si片清洗干凈,切成約2cmX 2cm的小片；
[0062]7、利用絲網(wǎng)印刷法將前述步驟5制得的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)覆在Si襯底上，然后在100°c，真空條件下烘干2小時，得到本發(fā)明基于Si襯底的自鑲嵌三維Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)的柔性場電子發(fā)射材料。
[0063]如圖5測試結(jié)果表明，自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)晶體的開啟電場為4.4V/y m，其閾值電場為7.6ν/μπι。本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)及其基于此的場電子發(fā)射陰極具有優(yōu)良場發(fā)射性能，其原因之一是因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)中Cu2S具有較大的比表面積，且二次生長的Cu2S納米薄片可作為額外的發(fā)射點(diǎn)位，促進(jìn)了其尖端放電性能。本發(fā)明自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)及其基于此的場電子發(fā)射陰極，由于其很高場增強(qiáng)因子，使其在場發(fā)射顯示領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu),其特征在于，以一次水熱法合成的納米片自組裝Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)為骨架，以二次水熱法合成的Cu2S納米薄片均勻分布在所述Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)的納米片表面與邊緣，形成所述自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述二次水熱法合成的Cu2S納米薄片鑲嵌在一次水熱法合成的球狀Cu2S納米結(jié)構(gòu)的納米片表面，整體保持球狀納米結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一次水熱法合成的自組裝Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)、所述二次水熱法合成的Cu2S納米薄片均為立方晶系。
4.如權(quán)利要求1所述的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一次水熱法合成的自組裝Cu2S球狀納米結(jié)構(gòu)的直徑為1.5μηι?2.5μηι ;所述二次水熱法合成的Cu2S納米薄片直徑約30nm?40nm。
5.一種自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)利用水熱法，以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)，以乙醇為溶劑，制得自組裝Cu2S球狀納米顆粒； (2)將步驟(I)中獲得的Cu2S球狀納米顆粒中的一半樣品，加入以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)、以乙醇為溶劑的混合溶液中，利用二次水熱法合成得到如權(quán)利要求1所述的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)，清洗烘干后獲得灰黑色粉末狀自鑲嵌球形三維Cu2S納米顆粒。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述二水氯化銅、硫脲和乙醇的配比為二水氯化銅:硫脲:乙醇=Ig: 0.8g: 80mL。
7.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述二水氯化銅、硫脲和乙醇的配比為二水氯化銅:硫脲:乙醇=0.25g: 0.2g: 80mL。
8.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述水熱法反應(yīng)條件為150°C?170°C、6h ?8h0
9.一種場電子發(fā)射材料，其特征在于，其包括Si襯底，以及利用絲網(wǎng)印刷法覆在所述Si襯底上的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)，其中，所述自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)如權(quán)利要求1所述。
10.一種場電子發(fā)射材料的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟: (1)利用水熱法，以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)，以乙醇為溶劑，制備自組裝Cu2S球狀納米顆粒； (2)將步驟(I)獲得的Cu2S球狀納米顆粒中一半的樣品，加入以二水氯化銅和硫脲為溶質(zhì)，乙醇為溶劑的混合溶液中，利用二次水熱法，合成得到自鑲嵌三維Cu2S納米顆粒，清洗并烘干后獲得灰黑色粉末狀自鑲嵌球形三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)； (3)利用絲網(wǎng)印刷法，將步驟(I)獲得的自鑲嵌三維Cu2S納米結(jié)構(gòu)覆在Si襯底上并烘干，得到如權(quán)利要求9所述的場電子發(fā)射材料。
【文檔編號】B82Y30/00GK104445361SQ201410614142
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】郁可, 宋長青, 李守川, 朱自強(qiáng) 申請人:華東師范大學(xué)