[发明专利]CuTe单晶纳米带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及CuTe单晶纳米带，特别涉及一种用电化学沉积制备CuTe单晶纳米带的方法。

背景技术

一维纳米结构材料(包括纳米线、纳米棒、纳米管和纳米带)因其特殊结构而具有许多新颖性质，在构建纳米电子和光电子器件方面有着广泛的应用前景，同时还可以借以对一些基本物理概念进行研究。因此，一维纳米结构材料的制备和应用研究已经成为材料、物理和化学领域近年来最热门的研究课题之一。其中，自从2001年硅纳米带和半导体氧化物纳米带发现以来，对半导体纳米带的研究就引起了人们极大的兴趣(W.S.Shi，H.Y.Peng，N.Wang，C.H.Li，L.Xu，C.S.Lee，R.Kalish，S.T.Lee，J.Am.Chem.Soc.，2001，123，11095～11096；Z.W.Pan，Z.R.Dai，Z.L.Wang，Science，2001，291，1947～1949.)。研究者们使用多种方法，包括热蒸发法、溶液法、水热法，成功地制备了多种半导体纳米带。并且，在过去的几年里，单根半导体纳米带已经被用作基本结构单元制备各种纳米器件，如气体传感器、微腔激光、场效应晶体管、光波导、共鸣器、悬臂和纳米发电机等。

碲化铜具有热导性、离子电导以及在多种器件中的应用前景，如在太阳能电池、超离子导体、光探测器、光热转换、电导电极、微波屏蔽涂层和光存储等方面得到应用。以往的研究主要是基于碲化铜的块体材料以及薄膜。由于纳米材料的小的尺寸、大的比表面积和特殊的形貌在保持材料原有性能的同时，还可能产生一些特殊的性能，近来人们开始了对碲化铜纳米结构的研究，并且用溶剂热法、微波辅助元素反应法和超声化学法制备了碲化铜纳米颗粒(B.Li，Y.Xie，J.X.Huang，H.L.Su and Y.T.Qian，J.Solid State Chem.，1999，146，47-50；Y.Zhang，Z.P.Qiao，X.M.Chen，J.Mater.Chem.，2002，12，2747～2748；B.Li，Y.Xie，J.X.Huang，Y.Liu，Y.T.Qian，Chem.Mater.，2000，12，2614～2616.)。纳米带作为一种很重要的纳米结构是制备新型纳米器件的选择，然而至今为止碲化铜的纳米带还没有被制备出来。

发明内容

本发明的目的是提供CuTe单晶纳米带。

本发明的再一目的是提供用电化学沉积制备CuTe单晶纳米带的方法。

本发明的CuTe单晶纳米带的厚度为10～100nm，宽度为100～800nm，长度为1～10μm。

所述的CuTe单晶纳米带为正交结构，沿[010]方向择优生长。

本发明的CuTe单晶纳米带的制备方法包括以下步骤：

1)电解质溶液的配制：在反应容器中，将Te的化合物和Cu盐溶解于热的氨水溶液中，Te的化合物和Cu盐的摩尔比为20∶1～200∶1，搅拌，使Te的化合物和Cu盐完全溶解得到透明澄清的电解质溶液，将电解质溶液倒入电解池中；

2)恒电位电化学沉积：电沉积过程在标准三电极体系中进行，以Pt片、饱和甘汞电极分别作对电极和参比电极，以导电玻璃或金属片(如Cu片)为工作电极，用水浴维持步骤1)电解质溶液的温度为60～90℃，通过电化学分析仪给工作电极施加相对于参比电极为-0.6～-1.6V的电位进行反应，优选给工作电极施加相对于参比电极为-0.8～-1.2V的电位；反应时间为10～180分钟，优选反应时间为30～120分钟，在工作电极上得到大量的CuTe单晶纳米带。

步骤1)所述的氨水的摩尔浓度为0.3～3M。

步骤1)所述的热氨水的温度为40～60℃。

步骤1)所述的Te的化合物的浓度为5～50mM。

步骤1)所述的的Cu盐的浓度为0.1～1mM。

所述的Te的化合物为TeO₂、Na₂TeO₃或K₂TeO₃；Cu盐为CuSO₄、CuCl₂或Cu(NO₃)₂。

本发明以Te的化合物和Cu盐为主要原料，电化学沉积过程在标准三电极体系中进行，以氨水作为介质，以Pt片和饱和甘汞电极(SCE)分别作对电极和参比电极，以导电玻璃或金属片(如Cu片)为工作电极，通过电化学分析仪给工作电极加上一定的电位，恒定温度下反应一段时间后，在工作电极上得到大量的CuTe单晶纳米带。

附图说明