[发明专利]一种Cu2O多孔微米/纳米立方体的半导体材料及其制备方法无效
| 申请号： | 201110318546.8 | 申请日： | 2011-10-19 |
| 公开（公告）号： | CN102503547A | 公开（公告）日： | 2012-06-20 |
| 发明（设计）人： | 石慧;郁可;朱自强 | 申请（专利权）人： | 华东师范大学 |
| 主分类号： | C04B41/50 | 分类号： | C04B41/50;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 上海麦其知识产权代理事务所(普通合伙) 31257 | 代理人： | 董红曼 |
| 地址： | 200062 上*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 cu sub 多孔 微米 纳米 立方体 半导体材料 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于光电子材料、半导体材料与器件技术领域，具体地说，本发明涉及一种Cu2O多孔微米/纳米立方体结构的半导体材料及其制备方法。
背景技术
Cu2O是一种p型半导体材料，其直接带隙约为2.17eV，具有很多独特的电学、光学和磁学性能，因而其在太阳能转换、光催化、传感器、抗菌、锂电池的电极的制作等领域具有广泛的应用。
过去的几十年，人们利用电化学沉积，水热等方法制备出了各种不同的Cu2O纳米结构，例如纳米线，立方体，八面体，十二面体，二十六面体，空心球等，并对这些纳米结构的各种光电特性进行了研究。近年来的研究热点主要是对Cu2O形貌的控制生长，实现大产量的制备，但是迄今为止能应用于大规模生产特点形貌的方法很少。众所周知，多孔结构的微米或纳米半导体材料往往具有很大的表面积，这很有助于提高气体传感性及响应速度，在传感器领域有很大的潜在应用空间。此外，Cu2O微米/纳米晶体是很好的光催化材料，已经有几十年的研究历史了，多孔结构所具有的高表面积也有助于促进光催化性能，
本发明解决了现有技术中微米/纳米级多孔结构的半导体材料的制备方法中所存在的成本高、成功率低等问题，提出了一种Cu2O多孔微米/纳米立方体结构的半导体材料的制备方法，其具有产量大、成本低、重复性高等优点。本发明采用该制备方法首次制备出Cu2O多孔微米/纳米立方体结构的半导体材料，这种Cu2O多孔微米/纳米立方体结构的半导体材料形貌特别，既具有多孔结构比表面积大的特点，使得其非常适用于传感器应用；而其表面的纳米级分支结构具有较大纵横比，有利于尖端放电，使得其适用于场发射器件应用。
发明内容
本发明提出了一种Cu2O多孔微米/纳米立方体的半导体材料，包括硅片衬底和沉积在所述硅片衬底表面的微米/纳米立方体结构Cu2O晶体。
其中，所述的微米/纳米立方体结构Cu2O晶体包括立方体结构和生长在所述立方体结构表面的纳米级分支；其中，所述纳米级分支沿着<110>方向且垂直于所述立方体结构的边界生长。
其中，所述立方体结构的边界长为3-5μm，所述纳米级分支的长度为10nm-1μm。
本发明还提出了一种所述Cu2O多孔微米/纳米立方体的半导体材料的制备方法，包括：
步骤a、将无水乙醇和水混合作为溶剂，加入Cu(CH3COO)2·H2O粉末和吡咯，搅拌均匀得到待反应液；
步骤b、将硅片水平放置在反应釜底部，缓缓加入所述待反应液；
步骤c、将所述反应釜密封，于160-190℃下进行反应2.5-3小时；
步骤d、取出硅片，于60-70℃下烘干，得到所述Cu2O多孔微米/纳米立方体的半导体材料。
其中，所述步骤a中无水乙醇和水的比例为1：2-2：7，所述Cu(CH3COO)2·H2O粉末和吡咯的加入量摩尔比为1：3-1：4；其中，Cu(CH3COO)2·H2O粉末的加入量为25±2.5mM/100mL溶剂。
其中，所述Cu(CH3COO)2·H2O粉末和吡咯均为分析纯。
其中，所述反应釜为100mL容量的特氟龙反应釜。
本发明中微米/纳米立方体结构Cu2O晶体是指主结构为微米级的立方体结构，且在该主结构表面上生长有纳米级分支的Cu2O晶体结构。根据XRD和TEM数据表征，所述纳米级分支沿着<110>方向生长，纳米级分支垂直于Cu2O立方体主结构的十二条边界表面生长。
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