[发明专利]一种自支撑网格状Cu2-xSe纳米材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种自支撑网格状Cu_2‑xSe纳米材料的制备方法。该方法包括：将硒粉溶解于氢氧化钠溶液中，加入乙二胺四乙酸二钠溶液，然后滴加水合肼使溶液澄清，将得到的含有硒源的混合溶液与铜源混合后水热反应，冷却，分离，洗涤，干燥。该方法得到的自支撑网格状Cu_2‑xSe纳米材料具备优良的场发射性能，能作为场致电子发射的阴极材料应用于电子显示、平板显示等方面。

技术领域

本发明属于半导体材料的制备领域，特别涉及一种自支撑网格状Cu_2-xSe纳米材料的制备方法。

背景技术

场致电子发射技术，金属材料中含有大量的电子，而正常情况下电子都是被束缚在固体当中的，但是，如果给予其消除束缚电子的物理因素，电子就能从固体中脱离出来进入到真空中。热电子发射、光电子发射、次级电子发射过程中材料的表面势垒没有发生改变，而是电子获得外部能量(如热、光、撞击等)具有较大的动能后，越过固体表面势垒而发射的。而场致电子发射，又被称为冷阴极发射，是通过施加一个强电场，使固体材料表面的势垒高度降低、宽度变窄，导致大量的电子由于隧穿效应而脱离阴极发射体材料的束缚，从而从材料表面逸出进入到真空中。它和前面三种发射过程不同的是不需要提供额外的能量给电子，因此场致发射过程中的功耗较低、也没有时间延迟，是一种高效率的电子发射。材料表面的势垒高度由于外加电场的作用而降低；当电场强度逐渐增加到一定值时，表面势垒的宽度会逐渐变窄直到与电子波长相当时，就会发生隧穿效应，从而引起场致电子发射现象。表面势垒的高度，大概是几个eV，而金属中的电子波长为纳米数量级，从而可以估计出电场强度大约为数伏每纳米(10⁷V/cm量级)。一般情况下，费米能级附近的电子通过隧穿效应被发射出来的几率最大，场致电子发射能谱的峰值会在费米能级的附近出现。

Cu_2-xSe，一种直接带隙的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体。因为硒及其硒化物作为主要的半导体材料,具有非常好的导电特性。到目前为止，Ⅱ～Ⅵ族的元素及其化合物是人们研究的主要的半导体材料，由于其合成相对其他材料更为简单、材料毒性较小等优点，而具有独特性质的纳米硒及硒化物在材料学和生物学上具有更重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自支撑网格状Cu_2-xSe纳米材料的制备方法，以克服现有技术中Cu_2-xSe场致电子发射性能差的缺陷。

本发明提供了一种自支撑网格状Cu_2-xSe纳米材料的制备方法，包括：

(1)将硒粉溶解于氢氧化钠溶液中，加入乙二胺四乙酸二钠溶液，然后滴加水合肼使溶液澄清，搅拌均匀，得到含有硒源的混合溶液，其中硒粉、氢氧化钠与乙二胺四乙酸二钠的摩尔比为0.01:0.1-0.2:0.00008-0.00015；

(2)将铜源与步骤(1)中含有硒源的混合溶液混合，140-150℃下水热反应，得到自支撑网格状Cu_2-xSe纳米材料，其中，铜源为铜片。

所述步骤(1)中氢氧化钠溶液浓度为11-15M。

所述步骤(1)中乙二胺四乙酸二钠溶液浓度为0.008-0.015mol/L。

所述步骤(2)中铜片厚度为0.8-1.2mm。

所述步骤(2)中水热反应时间为3-5h。

所述步骤(2)中水热反应在电热恒温鼓风干燥箱中进行，铜源与含有硒源的混合溶液混合后置于聚四氟乙烯做内衬的高压反应釜中。

本发明还提供一种由上述方法制备得到的自支撑网格状Cu_2-xSe纳米材料。