[发明专利]一种大面积电子场致发射纳米结构阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种大面积有序电子场致发射纳米结构阵列，该阵列结构为在大面积平整基体上均匀分布有与基体垂直的、具有针尖状尖端结构的氧化铝纳米锥阵列；氧化铝纳米锥之间的基体上分布有纳米尺寸孔洞，在孔洞中填充有作为发射体导电电极的导电材料；在所述每一个氧化铝纳米锥及所述导电材料的表面覆盖有一层电子场发射材料。

2.根据权利要求1所述的大面积有序电子场致发射纳米结构阵列，其特征在于：所述氧化铝纳米锥的长度为5nm～5μm，纳米锥根部直径为5nm-150nm，氧化铝纳米锥分布的密度为10⁸-10¹¹/cm²；纳米结构阵列的面积为平方厘米量级以上。

3.根据权利要求1所述的大面积有序电子场致发射纳米结构阵列，其特征在于：所述电子场发射材料为钨、钼、类金刚石、碳纳米管、氧化锌、氧化铁、氧化钨、氧化钼、硫化铜、硫化锌或硫化亚铜。

4.根据权利要求1所述的大面积有序电子场致发射纳米结构阵列，其特征在于：所述在孔洞中填充的作为发射体导电电极的导电材料为银、铜、镍、或铝。

5.一种如权利要求1所述的大面积有序电子场致发射纳米结构阵列的制备方法，对铝片或附着在基底上的铝箔进行电化学阳极氧化处理得到表面为带纳米孔洞的氧化铝膜的平整基体，其特征在于：在20～80℃温度下，用能与氧化铝反应的、体积浓度为1％～20％的浸蚀液对所得的氧化铝膜进行浸蚀处理5～30分钟，边浸蚀边搅拌，搅拌速度为5～80转/分钟，即得到大面积有序氧化铝纳米锥阵列；然后采用电镀的方法或高压熔融填充的方法把作为发射体导电电极的导电材料填充到纳米孔洞中；再采用成熟的物理气相或化学气相镀膜方法把电子场发射材料覆盖于氧化铝纳米锥及导电材料的表面形成连续薄膜或颗粒膜，即得。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述浸蚀液是硫酸溶液、草酸溶液、磷酸溶液、铬酸溶液或它们中的任意两种或两种以上的混合液，或者是氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾或它们中的任意两种或两种以上的混合液。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述浸蚀液的体积浓度为1％～15％。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述浸蚀处理的搅拌速度为10～50转/分钟。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述铝片或附着在基底上的铝箔的厚度为100nm～2mm。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述基底为导电金属或非导电材料。