[发明专利]半金属铋与金属铜组成的纳米电缆及其合成方法

权利要求书

1.一种半金属铋与金属铜组成的纳米电缆，包括半金属铋和金属铜，其特征在于：所述半金属铋或金属铜为纳米芯线，所述纳米芯线的直径为20～170nm，其外包覆有金属铜或半金属铋构成的外壳，所述外壳的厚度为10～80nm。 

2.根据权利要求1所述的半金属铋与金属铜组成的纳米电缆，其特征是由半金属铋芯线与金属铜外壳组成的纳米电缆或由金属铜芯线与半金属铋外壳组成的纳米电缆位于氧化铝模板中。 

3.根据权利要求1所述的半金属铋与金属铜组成的纳米电缆的合成方法，包括二次阳极氧化法、电子束蒸发法和电沉积法，其特征在于是按以下步骤完成的： 

第一步，先将铝片置于浓度为0.2～0.4M的酸溶液中，于直流电压为30～160V下阳极氧化6～10h，再将其于温度为50～70℃的4～8wt％磷酸和1.6～2wt％铬酸的混和溶液中浸泡8～12h，接着，将其再次于同样的工艺条件下进行第二次阳极氧化后，先用过饱和的四氯化锡溶液去除背面未氧化的铝，再用3～7wt％的磷酸溶液腐蚀掉位于孔底部的氧化铝障碍层，得到孔径为50～200nm的通孔氧化铝模板； 

第二步，用电子束蒸发法于通孔氧化铝模板的一面蒸镀10～40nm厚的金膜后，先将其置于铜电镀液中在0.2～2.5mA/cm²的恒电流下电沉积40～80min，再对其用水进行清洗并干燥，接着，用浓度为0.03～0.07M的氯化铜溶液和浓度为0.6～1M的盐酸溶液的混合溶液腐蚀位于通孔氧化铝模板中的铜纳米管的封闭端3～7min，之后，对其用水进行清洗并干燥，然后，先用电子束蒸发法于通孔氧化铝模板的原蒸金面蒸镀厚度≥120nm的金膜，再将其于铋电镀液中在0.05～0.15mA/cm²的恒电流下电沉积40～80min， 

或者，用电子束蒸发法于通孔氧化铝模板的一面蒸镀10～40nm厚的金膜后，先将其置于铋电镀液中在0.2～2.5mA/cm²的恒电流下电沉积40～80min，再对其用水进行清洗并干燥，接着，用浓度为0.03～0.07M的硝酸溶液在40～60℃下腐蚀位于通孔氧化铝模板中的铋纳米管的封闭端3～7min，之后，对其用水进行清洗并干燥，然后，先用电子束蒸发法于通孔氧化铝模板的原蒸 金面蒸镀厚度≥120nm的金膜，再将其于铜电镀液中在0.05～0.15mA/cm²的恒电流下电沉积40～80min；所述铜电镀液为将浓度为0.1～0.3M的五水硫酸铜溶液和浓度为0.05～0.15M的硼酸溶液相混合后，用稀硫酸调节pH值为4～5；所述铋电镀液为将浓度为0.1～0.2M的五水硝酸铋溶液、浓度为1.15～1.55M的丙三醇溶液、浓度为0.13～0.53M的酒石酸溶液和浓度为0.96～1.36M的氢氧化钾溶液相混合后，用稀硝酸调节pH值为0.7～1.1；

第三步，将其通孔中置有铋芯线与铜外壳或铜芯线与铋外壳的通孔氧化铝模板置于强碱溶液中腐蚀掉氧化铝模板，制得铋芯线与铜外壳或铜芯线与铋外壳的半金属铋与金属铜组成的纳米电缆。 

4.根据权利要求3所述的半金属铋与金属铜组成的纳米电缆的合成方法，其特征是铝片的纯度为≥99.9％。

5.根据权利要求3所述的半金属铋与金属铜组成的纳米电缆的合成方法，其特征是酸溶液为草酸溶液或磷酸溶液。

6.根据权利要求3所述的半金属铋与金属铜组成的纳米电缆的合成方法，其特征是水为去离子水或蒸馏水。

7.根据权利要求3所述的半金属铋与金属铜组成的纳米电缆的合成方法，其特征是强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氢氧化锂溶液。