[發明專利]基于三維VS2/ZnO復合納米結構的柔性場電子發射陰極材料及其制備方法有效
| 申請號： | 201410028270.3 | 申請日： | 2014-01-22 |
| 公開（公告）號： | CN103762133A | 公開（公告）日： | 2014-04-30 |
| 發明（設計）人： | 宋長青;郁可;尹海宏;朱自強 | 申請（專利權）人： | 華東師范大學 |
| 主分類號： | H01J1/308 | 分類號： | H01J1/308;B82Y30/00;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： | 基于 三維 vs sub zno 復合 納米 結構 柔性 電子 發射 陰極 材料 及其 制備 方法 | ||
技術領域
本發明涉及準金屬、半導體材料與器件技術領域，具體涉及一種柔性三維VS2/ZnO納米復合納米結構和基于此的柔性場電子發射陰極材料及其制備方法。?
背景技術
VS2是一種新興的層狀過渡金屬硫化物，其結構是由兩層硫原子與一層釩原子組成的類似三明治型結構堆疊而成的二維層狀結構，具有高電導率、大表面積以及良好的機械柔性，在超級電容、鋰電池以及傳感器領域表現出良好的應用潛力。由于VS2獨特的物理化學性能，它也是一種良好的場電子發射材料，但是由于VS2納米層狀材料邊緣較薄，在高電場情況下，納米片邊緣在長時間場電子發射過程中有可能受到部分損壞，降低場電子發射的長期穩定性。因此，為了利用VS2優良的場發射性能，必須提高其發射電流穩定性，這是當前VS2場電子發射領域急需解決的問題。?
ZnO是一種廉價、無毒、易于制備的寬禁帶半導體材料，已經被廣泛用于和其它窄禁帶半導體以及金屬材料進行復合來研究其新的特性。近來，多種基于ZnO的異質結結構體系已經引起眾多研究學者的關注，但現有技術中尚未有VS2納米薄片與ZnO納米顆粒異質結的研究與應用。?
發明內容
本發明的目的之一在于提供一種具有優秀場電子發射能力的柔性三維VS2/ZnO納米準金屬-半導體結構材料。?
本發明提供了一種三維VS2/ZnO復合納米結構，其包括VS2納米薄片和ZnO納米顆粒，以所述VS2納米薄片為骨架，所述ZnO納米顆粒均勻分布在所述VS2納米薄片的表面與邊緣，形成所述三維VS2/ZnO復合納米結構。?
其中，經晶體結構測定，所述VS2納米薄片與所述ZnO納米顆粒均處于獨立狀態，未形成化合物。?
其中，所述VS2納米薄片與所述ZnO納米顆粒的納米晶體均為六方晶系。?
其中，所述VS2納米薄片為不規則片狀，其長邊寬度為0.5μm-2μm；層狀所述VS2納米薄片的單片厚度為10nm-20nm。?
其中，所述VS2納米薄片由單片分散狀態與多片自組裝分散狀態兩種形式。?
其中，所述ZnO納米顆粒的直徑為20nm-30nm。?
本發明還提供一種三維VS2/ZnO復合納米結構的制備方法，包括如下步驟：?
(1)利用水熱法，分別制備VS2納米薄片懸浮液及ZnO納米顆粒的水懸浮液；?
(2)將前述ZnO納米顆粒懸浮液滴入處于超聲處理狀態的VS2納米薄片懸浮液，并超聲處理，靜置后收集沉淀物，清洗并烘干后獲得灰黑色粉末狀VS2/ZnO復合納米顆粒；?
(3)在惰性氣體保護氛圍下，將步驟(2)中獲得的VS2/ZnO復合納米顆粒進行退火處理，得到如權利要求1所述的三維VS2/ZnO復合納米結構。?
本發明還提供一種基于PET的三維VS2/ZnO復合納米結構的柔性場電子發射材料，其包括PET襯底，覆在所述PET襯底上的金膜，以及旋涂于該覆有金膜的增強PET襯底上的三維VS2/ZnO復合納米結構。?
其中，所述增強PET襯底的厚度約0.2mm。制備柔性場電子發射材料完成后的PET襯底的曲率半徑可達5cm。?
其中，所述三維VS2/ZnO復合納米結構是包括VS2納米薄片以及均勻分布在該VS2納米薄片的表面與邊緣上的ZnO納米顆粒。即，所述三維VS2/ZnO復合納米結構是以VS2納米薄片為骨架，ZnO納米顆粒均勻分布在VS2納米薄片的表面與邊緣，形成VS2基三維VS2/ZnO復合納米結構。將所述三維VS2/ZnO復合納米結構旋涂于覆有金膜的增強PET襯底上，即形成所述基于PET的三維VS2/ZnO復合納米結構的柔性場電子發射材料。?
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