[发明专利]一种制备金属-四氰基对苯醌二甲烷纳米线的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备金属-四氰基对苯醌二甲烷纳米线的方法。

背景技术

金属一四氰基对苯醌二甲烷是一种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，其本身有许多独特的光学、电学性质，Ag(TCNQ)和Cu(TCNQ)即是这类化合物的典型代表。自1979年美国Potember等首先发现了CuTCNQ(四氰基对苯醌二甲烷铜)有机簿膜具有受电流控制的电开关特性以来(Potember，R.S；Poehler，T.；Cowan，D.Appl.Phys.Lett.1979，34，405)，有关CuTCNQ及AgTCNQ(四氰基对苯醌二甲烷银)等阴离子基过渡金属盐有机簿膜的光存储特性、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(Potember，R.S；Poehler，T.；Cowan，D.Synth Metal，1982，4，371；Kamitsos E I J Chem Phys，1983，79，477；Sugimura H Chem Express 1986，1，259；顾宁，沈浩瀛，物理化学学报，1994，10，5040)，引起人们极大的兴趣。利用CuTCNQ、AgTCNQ作为光记录介质已进入商用试验阶段，显示出它们巨大的应用前景。此外，通过自蚀生长或热固相反应制备，特别是在已加工制造出器件结构中“组装”这类光电开关功能材料，也显示出巨大的应用前景。

尽管目前有许多制备CuTCNQ和AgTCNQ的方法(Kamna，M.M.；Graham，T.M.；Love，J.C.；Weiss，P.S.Surf.Sci 1998，419，12；Wei，Y.Supramol.Sci.1998，5，723；Jerome，D.；Schulz，H.J.；Adv Phys.2002，51，293；Neufeld，A.K.；Madsen，I.；Bond，A.M.；Hogan，C.F.Chem.Mater.2003，15，3573)，如自蚀生长法(Potember，R.S；Poehler，T.J.Appl.Phys.Lett.1979，34，405)，电化学氧化还原法(Heintz，R.A.；Zhao，H.；Ouyang，X.；Grandinetti，G.；Cowen，J.；Dunbar，K.R.；Inorg.Chem.1999，38，144)，热固相反应法(Sun，S.Q.；Wu，P.J.；Zhu，D.B.Solid state Commun.1996，99，237)。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备金属-四氰基对苯醌二甲烷的方法。

本发明所提供的制备金属-四氰基对苯醌二甲烷的方法，是将装有TCNQ粉末和金属基片的石英管放置于管式炉中，沿TCNQ粉末到金属基片的方向持续通入保护气，然后，加热管式炉到120-150℃，冷却后在金属基片上得到金属-四氰基对苯醌二甲烷纳米线薄膜。

其中，金属优选为铜或银。在本发明中，金属基片为金属铜片、金属银片，或者，是具有金属银表面或金属铜表面的任意基片，如硅片或玻璃片等。金属基片在使用前用细砂纸打磨后在丙酮中超声洗涤，然后依次用稀盐酸、去离子水和乙醇超声洗涤，晾干后使用。

在制备过程中，TCNQ粉末和金属基片的间隔距离为5厘米。常用保护气为氩气、氮气等惰性气体，保护气的流速为40立方厘米每分钟。

本发明采用有机气固相反应的方法合成了大面积的有机电荷转移盐的纳米线阵列，方法简单，材料来源广泛；所得纳米线阵列具有优良的场发射性能，开启电压分别为2.58Vμm^-1(AgTCNQ纳米线阵列)和3.13Vμm^-1(CuTCNQ纳米线阵列)，可以广泛应用于在场效应晶体管、场发射、太阳能电池、电开关、传感器、储氢等方面。

附图说明

图1为在银片上生长的AgTCNQ纳米线薄膜的外观图；

图2A、图2B为AgTCNQ纳米线的SEM图；

图3为在铜片上生长的CuTCNQ纳米线薄膜的外观图；

图4A、图4B为CuTCNQ纳米线的SEM图；

图5为AgTCNQ纳米线的场发射J-E曲线，插图为对应的FN图；

图6为CuTCNQ纳米线的场发射J-E曲线，插图为对应的FN图；

图7A为硅(100)基底上所得的AgTCNQ纳米线的扫描电镜图(SEM)；

图7B为在玻璃基底上所得的AgTCNQ的扫描电镜图(SEM)；

图8A为硅(100)基底上所得的CuTCNQ纳米线的扫描电镜图(SEM)；