[发明专利]一种基于Cu膜成分和结构设计的CuO多相结构材料及其制备方法

权利要求书

1.一种CuO多相结构材料，其特征在于，所述CuO多相结构材料由Cu膜氧化制得，所述Cu膜为掺杂X材料的Cu/X复合膜或Cu/X多层膜；所述X材料为扩散速率低于Cu或氧化温度高于Cu的金属或金属氧化物或非金属；所述CuO多相结构材料为多孔网络层/CuO层/CuO纳米棒材料或多孔网络层/CuO层/CuO微纳米凸起材料；

所述X材料为Ag或ZnO；

所述Cu膜为Cu/Ag复合膜、Cu/Ag多层膜、Cu/ZnO复合膜、Cu/ZnO多层膜中的任一种；

Cu/Ag多层膜为Cu/Ag/Cu/Ag/Cu/Ag结构；Cu/ZnO多层膜为ZnO/Cu/ZnO/Cu/ZnO/Cu结构。

2.权利要求1所述CuO多相结构材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用直流或射频溅射方法在基底上沉积Cu膜；

（2）将沉积于基底上的Cu膜于300℃～450℃的温度下、空气气氛中进行热氧化处理4～24h，制得CuO多相结构材料；所述CuO多相结构材料为多孔网络层/CuO层/CuO纳米棒材料或多孔网络层/CuO层/CuO微纳米凸起材料；

所述基底为Si或泡沫Ni或碳布；

当Cu膜为Cu/Ag复合膜时，采用Cu靶和Ag靶共溅射，直流溅射Cu靶功率为150w，射频溅射Ag靶功率为75w，共溅射时间为30min；

当Cu膜为Cu/Ag多层膜时，以150w的功率直流溅射Cu靶10min沉积Cu；以75w的功率直流溅射Ag靶10min沉积Ag；重复上述直流溅射Cu靶和Ag靶的过程三次，溅射时间合计60min，形成Cu/Ag/Cu/Ag/Cu/Ag结构的Cu/Ag多层膜；

当Cu膜为Cu/ZnO复合膜时，采用Cu靶和ZnO靶共溅射，直流溅射Cu靶功率为150w，射频溅射ZnO靶功率为100w，共溅射时间为30min；

当Cu膜为Cu/ZnO多层膜时，以100w的功率射频溅射ZnO靶10min沉积ZnO；以150w的功率直流溅射Cu靶10min沉积Cu；重复上述射频溅射ZnO靶、直流溅射Cu靶的过程三次，溅射时间合计60min，形成ZnO/Cu/ZnO/Cu/ZnO/Cu结构的Cu/ZnO多层膜；

所述直流或射频溅射的具体参数如下：本底真空度为2×10^-4Pa～4×10^-4Pa，惰性气氛；溅射压力为0.3～2Pa；

所述步骤（2）中的热氧化处理为电场辅助热氧化法，所述电场强度为0～30000Vm^-1，电场方向为垂直于基底向上。