[发明专利]一种铜纳米结构的制备方法

说明书

本发明公开了一种铜纳米结构的制备方法，选取基底，利用真空热蒸镀法在基底上蒸镀作为阳极的第一薄膜、以及作为阴极的第二薄膜；其中，第一薄膜和第二薄膜间隔设置，且材质均为金/银；在具有第一薄膜和第二薄膜的基底上蒸镀快离子导体薄膜；其中，快离子导体薄膜中含有铜，且快离子导体薄膜为连通的整体膜，整体膜同时覆盖于第一薄膜和第二薄膜上；为阳极和阴极通电，达到预定时间后，在阴极上得到铜纳米结构；本发明采用固态离子学法，采用RbCusubgt;4/subgt;Clsubgt;3/subgt;Isubgt;2/subgt;快离子导体薄膜，并利用不同于快离子导体薄膜的金属(金、银)作为电极，在全固态环境下完成了铜纳米结构的制备。

技术领域

本发明属于金属纳米结构的制备技术领域，尤其涉及一种铜纳米结构的制备方法。

背景技术

金属纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度或由它们作为基本单元构成的金属材料，具有优于相应块体材料的优良特性，因此被广泛应用于微米/纳米尺寸的电子、光子、光电子、磁性及化学传感与分析等器件。在众多金属材料中，铜的价格较为低廉，且具有远高于其他多数金属的热导率和电导率。而对应的一维铜纳米线材也由于具有优良的电导率、热导率、延展性及优异的柔性等优异性能而得到广泛的研究。

目前制备铜纳米结构的方法有多种，包括热蒸发法、水热法和模板法等。其中，利用热蒸发法很难控制合成的金属纳米结构形态，且产量极低。水热法合成铜纳米线材要求在高温高压环境下进行，制备条件苛刻，且制备所得的铜纳米线材形态不规则。模板法制备铜纳米结构的过程复杂，且在合成铜纳米结构后去除模板时会因为液态环境的影响，对合成的铜纳米结构造成污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜纳米结构的制备方法，不再需要液态环境，仅在全固态环境下通过离子置换便可制得。

本发明采用以下技术方案：一种铜纳米结构的制备方法，包括以下步骤：

选取基底，利用真空热蒸镀法在基底上蒸镀作为阳极的第一薄膜、以及作为阴极的第二薄膜；其中，第一薄膜和第二薄膜间隔设置，且材质均为金/银；

在具有第一薄膜和第二薄膜的基底上蒸镀快离子导体薄膜；其中，快离子导体薄膜中含有铜，且快离子导体薄膜为连通的整体膜，整体膜同时覆盖于第一薄膜和第二薄膜上；

为阳极和阴极通电，达到预定时间后，在阴极上得到铜纳米结构。

进一步地，第一薄膜的体积大于第二薄膜的体积。

进一步地，快离子导体薄膜为RbCu₄Cl₃I₂快离子导体薄膜；

通电后电流强度为4～6μA，通电时间为107～262h。

进一步地，RbCu₄Cl₃I₂快离子导体薄膜的蒸镀原料由RbI、CuI和CuCl粉末组成。

进一步地，RbI的含量≥99.0％，CuI的含量≥99.0％，CuCl的含量≥97.0％，且在蒸镀原料中RbI、CuI和CuCl的摩尔比为1:1:3。

进一步地，第一薄膜与第二薄膜的厚度相同。

进一步地，第一薄膜的宽度与第二薄膜的宽度比为4:1。

进一步地，第一薄膜的厚度≥0.8μm且≤1.2μm，第二薄膜厚度≥0.8μm且≤1.2μm。

进一步地，为阳极和阴极通电时，采用恒压数字源表作为电源，恒压数字源表的正极与阳极连接，恒压数字源表的负极与阴极连接。