本发明专利技术公开了一种铜－１１，１１，１２，１２，－四氰基－对－蒽醌－二甲烷纳米阵列及其制备方法。该方法是将铜片与１１，１１，１２，１２，－四氰基－对－蒽醌－二甲烷的丙酮或乙腈溶液混合，回流反应完毕后即得纳米墙或纳米线阵列。本发明专利技术利用有机液－固相反应的方法，在铜片表面得到规整的纳米墙或纳米线薄膜，该方法适用于合成大面积的纳米阵列。该纳米阵列具有优良的场发射性能，能在较低的电压下实现电子发射，开启电压为６．８Ｖμｍ↑［－１］，是一类优良的冷阴极场发射材料，在光物理、光化学等基础研究方面极具科学意义，在制备场效应晶体管、太阳能电池、电开关、传感器或储氢材料等方面具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种场发射材料，特别是一种铜-lUU2，12，-四氰基-对-蒽醌-二甲烷 纳米阵列及其制备方法。
技术介绍
场发射显示器因其众多的优点有望在未来的平板显示技术中居于主导地位，而 目前场发射显示器取得突破的关键之一，就在于场发射阴极材料的研究与开发。 TCNQ (7,7，8,8-四氰基-对-苯醌二甲垸)及其衍生物的电荷转移型金属有机配合物是 一类广受关注的有机功能材料，其本身具有许多独特的光学、电学性质。其中，对 于Ag-TCNQ (7,7，8，8-四氰基-对-苯醌二甲垸银)和Cu-TCNQ (7，7，8，8-四氰基-对-苯醌二甲烷铜)研究甚多，二者均具有良好导电性，并在多方面展示了优良的物理 化学性能，被认为是最具有应用价值的有机功能材料之一。(Robinson, A. L. Nanocomputers from Organic Molecules 5Wewce， 1983， 220， 940. Potember， R. S.; Poehler， T.; Cowan， D. Electrical switching and memory phenomena in Cu-TCNQ thin films, v4p; /.尸Aw.1979， 34， 405; Schott， J.H.; Ward, M. D. Sn叩shots of Crystal Growth: Nanoclusters of Organic Conductors on Au(lll) Surfaces, /爿附.C7zew. 5bc. 1994， 6， 6806; Hoagland， J. J.; Wang.X. D.; Hipps， K. W; Characterization of Cu-CuTCNQ國M devices using scanning electron microscopy and scanning tunneling microscopy C/zem. Mflfer. 1993， 5， 54)这类材料的薄膜的光存储特性、光电开关特 性、以及某些气敏特性的研究结果不断见诸报道(A current-controlled electrically switched memory state in silver and copper-TCNQF4 radical-ion salts, Potember， R. S; Poehler， T.; Cowan, D. Synth Metal， 1982， 4， 371; Kamitsos E I Raman spectroscopic study of molecular orientation in AgTCNQ thin films, /C7zew.尸/z， ， 1983， 79， 477; 顾宁，沈浩瀛，Met.(Cu,Ag)-TCNQ有机薄膜的EBCL像，物理化学学报，1994， 10， 5040)，引起人们极大的兴趣。然而，lUU2，12,-四氰基-对-蒽酉昆-二甲烷(TCNAQ) 也是一类具有四氰基单元的有机分子，有着可与TCNQ相媲美的电子亲和势(R.A. J. Janssen， M P. T. Christiaans， C. hare, N. Martin, N. S. Sariciftci， A. J. Heeger and F, Wudl， Photoinduced electron transfer reactions in mixed films of T-conjugated polymers and a homologous series of tetracyano-p扁quinodimethane derivatives, CAem.尸/zj^. 1995， 103， 8840. F. Giacalone， J. L. Segura， N. Martin， M. Catellani， S. Luzzati， and N. Lupsac ， Synthesis of Soluble Donor-Acceptor Double-Cable Polymers Based on Polythiophene and Tetracyanoanthraquinodimethane (TCAQ)， Org.2003， 5， 1669)，它的电荷转移盐在许多领域同样具有潜在的应用前景。令人遗憾的是，对于TCNAQ的电荷转移型金属有机配合物的研究至今还是空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铜-lUU2，12,-四氰基-对-蒽醌-二甲垸(Cu-TCNAQ) 纳米阵列及其制备方法。本专利技术提供的Cu-TCNAQ纳米阵列，包括纳米墙阵列和纳米线阵列。其中，制 备铜-ll，ll,12,12,-四氰基-对-蒽醌-二甲院(Cu-TCNAQ)纳米墙阵列的方法，是将铜 片与11,11,12,12,-四氰基-对-蒽醌-二甲烷的丙酮溶液混合，回流反应完毕后，在铜片 表面得到铜-lUU2,12,-四氰基-对-蒽醌-二甲烷纳米墙阵列。上述制备方法中，11,11,12,12，-四氰基-对-蒽醌-二甲垸的丙酮溶液的摩尔浓度为 0.1 — 5mg/mL，优选lmg/mL。该回流反应时间为2分钟_10小时，也可为1-10小 时、3-10小时、5-10小时或8-10小时，最优选10小时。上述回流反应进行之前， 先将铜片作如下预处理，将铜片分别用丙酮、盐酸、去离子水和乙醇超声洗涤，再 在室温下干燥。在回流反应完毕后，将铜片作如下后处理先分别用乙腈和丙酮清 洗所述铜片表面，再在室温下真空干燥。按照与上完全相同的制备方法，仅将回流反应中的溶剂，由丙酮改为乙腈，得 到铜-ll，ll,12，12,-四氰基-对-蒽酉昆-二甲烷纳米线阵列。另外，按照上述方法制备得到的铜-11,11,12,12，-四氰基-对-蒽酉昆-二甲垸纳米阵 列，以及该纳米阵列在制备场效应晶体管中的应用，也属于本专利技术的保护范围。本专利技术利用有机液-固相反应的方法，控制合成有机电荷转移盐Cu-TCNAQ纳 米材料，在铜片表面得到规整的纳米墙或纳米线薄膜，该方法适用于合成大面积的 纳米阵列。该纳米阵列具有优良的场发射性能，能在较低的电压下实现电子发射， 开启电压为6.8V^m—、是一类优良的冷阴极场发射材料，在光物理、光化学等基础 研究方面极具科学意义，在制备场效应晶体管、太阳能电池、电开关、传感器或储 氢材料等方面具有广泛的应用前景。 附图说明图1为本专利技术实施例1制备得到的Cu-TCNAQ纳米墙阵列的扫描电镜图 (SEM);其中，图l (A)为低倍扫描电镜图；图l (B)为放大的扫描电镜图。 图2为本专利技术实施例1制备得到的Cu-TCNAQ纳米墙阵列的透射电镜图(TEM) 和X-射线能量损失谱；其中，图2 (A)为透射电镜图，图2 (B)为X-射线能量损失谱。图3为本专利技术实施例2制备得到的Cu-TCNAQ纳米线阵列的扫描电镜图 (SEM);其中，图3 (A)为低倍扫描电镜图；图3 (B)为放大的扫描电镜图。图4为本专利技术实施例2制备得到的Cu-TCNAQ纳米墙阵列的电子场发射特性曲 线；其中，图4 (A)为场发射J-五本文档来自技高网...
【技术保护点】
铜－１１，１１，１２，１２，－四氰基－对－蒽醌－二甲烷纳米墙阵列，是按照如下方法制备得到的：将铜片与１１，１１，１２，１２，－四氰基－对－蒽醌－二甲烷的丙酮溶液混合，回流反应完毕后，在所述铜片表面得到所述铜－１１，１１，１２，１２，－四氰基－对－蒽醌－二甲烷纳米墙阵列。
【技术特征摘要】
1、铜-11，11，12，12，-四氰基-对-蒽醌-二甲烷纳米墙阵列，是按照如下方法制备得到的将铜片与11，11，12，12，-四氰基-对-蒽醌-二甲烷的丙酮溶液混合，回流反应完毕后，在所述铜片表面得到所述铜-11，11，12，12，-四氰基-对-蒽醌-二甲烷纳米墙阵列。2、 根据权利要求l所述的阵列，其特征在于所述11,11，12，12,-四氰基-对-蒽酉昆-二甲烷的丙酮溶液的浓度为0.1—5mg/mL，优选lmg/mL。3、 根据权利要求1或2所述的阵列，其特征在于所述回流反应时间为2分钟 一10小时，优选IO小时。4、 一种制备权利要求1-3任一所述铜-ll,lU2,12,-四氰基-对-蒽酉昆-二甲烷纳米墙 阵列的方法，是将铜片与lUU2,12,-四氰基-对-蒽醌-二甲烷的丙酮溶液混合，回流 反应完毕后，在所述铜片表面得到所述铜-ll，ll,12,12，-四氰基-对-蒽醌-二甲烷纳米墙 阵列。5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述11,11，12,12,-四氰基-对-蒽酉昆-二甲垸的丙酮溶液的浓度为0.1 — 5mg/mL，优选lmg/mL。6、 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于所述回流反应时间为2分钟 一IO小时，优选10小时。7、 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于所述回流反应完毕后，将铜片作如下处理先分别用乙腈和丙酮清洗所述铜片表面，再在室温下真空干燥。8、 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于所述将铜片与11,11,12,12，-四氰基-对-蒽醌-二甲烷的丙酮溶液混合步骤之前，先将所述铜片作如下处理将所述铜片分别用丙酮、盐酸、去离子水和乙醇超声洗涤，再在室温下干燥。9、 权利要求l-3任一所述的铜-ll，ll，12,12,-四氰基-对-蒽酉昆-二甲烷纳米墙阵列在 制备场效应晶体管中的应用。10、 铜-ll，ll，12,1...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔爽，刘辉彪，李玉良，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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