[發明專利]一種Cu2O多孔微米/納米立方體的半導體材料及其制備方法無效
| 申請號： | 201110318546.8 | 申請日： | 2011-10-19 |
| 公開（公告）號： | CN102503547A | 公開（公告）日： | 2012-06-20 |
| 發明（設計）人： | 石慧;郁可;朱自強 | 申請（專利權）人： | 華東師范大學 |
| 主分類號： | C04B41/50 | 分類號： | C04B41/50;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257 | 代理人： | 董紅曼 |
| 地址： | 200062 上*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 cu sub 多孔 微米 納米 立方體 半導體材料 及其 制備 方法 | ||
技術領域
本發明屬于光電子材料、半導體材料與器件技術領域，具體地說，本發明涉及一種Cu2O多孔微米/納米立方體結構的半導體材料及其制備方法。
背景技術
Cu2O是一種p型半導體材料，其直接帶隙約為2.17eV，具有很多獨特的電學、光學和磁學性能，因而其在太陽能轉換、光催化、傳感器、抗菌、鋰電池的電極的制作等領域具有廣泛的應用。
過去的幾十年，人們利用電化學沉積，水熱等方法制備出了各種不同的Cu2O納米結構，例如納米線，立方體，八面體，十二面體，二十六面體，空心球等，并對這些納米結構的各種光電特性進行了研究。近年來的研究熱點主要是對Cu2O形貌的控制生長，實現大產量的制備，但是迄今為止能應用于大規模生產特點形貌的方法很少。眾所周知，多孔結構的微米或納米半導體材料往往具有很大的表面積，這很有助于提高氣體傳感性及響應速度，在傳感器領域有很大的潛在應用空間。此外，Cu2O微米/納米晶體是很好的光催化材料，已經有幾十年的研究歷史了，多孔結構所具有的高表面積也有助于促進光催化性能，
本發明解決了現有技術中微米/納米級多孔結構的半導體材料的制備方法中所存在的成本高、成功率低等問題，提出了一種Cu2O多孔微米/納米立方體結構的半導體材料的制備方法，其具有產量大、成本低、重復性高等優點。本發明采用該制備方法首次制備出Cu2O多孔微米/納米立方體結構的半導體材料，這種Cu2O多孔微米/納米立方體結構的半導體材料形貌特別，既具有多孔結構比表面積大的特點，使得其非常適用于傳感器應用；而其表面的納米級分支結構具有較大縱橫比，有利于尖端放電，使得其適用于場發射器件應用。
發明內容
本發明提出了一種Cu2O多孔微米/納米立方體的半導體材料，包括硅片襯底和沉積在所述硅片襯底表面的微米/納米立方體結構Cu2O晶體。
其中，所述的微米/納米立方體結構Cu2O晶體包括立方體結構和生長在所述立方體結構表面的納米級分支；其中，所述納米級分支沿著<110>方向且垂直于所述立方體結構的邊界生長。
其中，所述立方體結構的邊界長為3-5μm，所述納米級分支的長度為10nm-1μm。
本發明還提出了一種所述Cu2O多孔微米/納米立方體的半導體材料的制備方法，包括：
步驟a、將無水乙醇和水混合作為溶劑，加入Cu(CH3COO)2·H2O粉末和吡咯，攪拌均勻得到待反應液；
步驟b、將硅片水平放置在反應釜底部，緩緩加入所述待反應液；
步驟c、將所述反應釜密封，于160-190℃下進行反應2.5-3小時；?
步驟d、取出硅片，于60-70℃下烘干，得到所述Cu2O多孔微米/納米立方體的半導體材料。
其中，所述步驟a中無水乙醇和水的比例為1：2-2：7，所述Cu(CH3COO)2·H2O粉末和吡咯的加入量摩爾比為1：3-1：4；其中，Cu(CH3COO)2·H2O粉末的加入量為25±2.5mM/100mL溶劑。
其中，所述Cu(CH3COO)2·H2O粉末和吡咯均為分析純。
其中，所述反應釜為100mL容量的特氟龍反應釜。
本發明中微米/納米立方體結構Cu2O晶體是指主結構為微米級的立方體結構，且在該主結構表面上生長有納米級分支的Cu2O晶體結構。根據XRD和TEM數據表征，所述納米級分支沿著<110>方向生長，納米級分支垂直于Cu2O立方體主結構的十二條邊界表面生長。
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