專(zhuān)利名稱(chēng):一種具有微型管狀晶體結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)配合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電子材料技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種具有微型晶體結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)配合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，納米碳管的發(fā)現(xiàn)幾乎引起全世界科學(xué)家的關(guān)注并迅速在世界上掀起了研究的熱潮。而且，人們還研制了許多碳化物、MgO，金屬納米線(xiàn)，半導(dǎo)體(III-V族及硅)的納米線(xiàn)(棒)等。(Yang P D，Lieber C M，Science，273，1836(1996)；Hiruma K，Yazawa M，Katsuyama T，et a1.J.Appl.Phys.77，447(1995)；Zhang H Z，Yu D P，Ding Y，et al.Appl.Phys.Lett.72，3458(1998))。由于這些材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和奇特的物理、化學(xué)和力學(xué)特性，這些研究無(wú)論在學(xué)科發(fā)展或在未來(lái)納米電子器件的研制上都具有重大的意義和潛在的應(yīng)用前景。今年4月底美國(guó)IBM公司科學(xué)家宣布，他們用納米碳管制造出了第一批晶體管。這一晶體管領(lǐng)域的技術(shù)突破有可能導(dǎo)致更小更快的芯片出現(xiàn)，并可能使現(xiàn)有的硅芯片技術(shù)逐漸被淘汰。另外在場(chǎng)發(fā)射、儲(chǔ)氫等方面的研究也有突破性進(jìn)展。
研究表明，具有微形管狀晶體結(jié)構(gòu)的材料在納米電子器件的研制上具有廣闊應(yīng)用前景。很多科研人員積極致力于探尋具有這種微形管狀晶體結(jié)構(gòu)的材料。

發(fā)明內(nèi)容
電荷轉(zhuǎn)移型金屬有機(jī)配合物(如M-TCNQ，M為金屬，TCNQ即為7，7，8，8-Tetracynoqunodimen)與前面列舉的、金屬、碳化物、硅、III-V族半導(dǎo)體等不同，是一種廣受關(guān)注的有機(jī)功能材料。它有許多獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)。用它們制成的薄膜有些具有光致變色特性，可用于光存儲(chǔ)；它是一種半導(dǎo)體，同時(shí)它們的晶體有準(zhǔn)一維的導(dǎo)電特性，因而它可能是一種“天然”的橫向絕緣的“導(dǎo)線(xiàn)”。在它的晶體的一個(gè)特定方向施加一定電場(chǎng)會(huì)呈現(xiàn)負(fù)阻特性，高、低兩種電阻狀態(tài)的電阻率相差105～107數(shù)量級(jí)，即具有開(kāi)關(guān)效應(yīng)，可用于作為高密度存儲(chǔ)器(Hua Z Y，Chen G R，Vacuum，43(11)，1019(1992)；Potember R S，Poehler T O，Appl.Phys.Lett.34(6)，405(1979))。有些還具有磁性(如V-TCNE；TCNE即Tetracyanoethylene)(Konstantin I.Pokhodnya，Arthur J.Epsteinand Joel S.Miller；Adv.Mater，12(6)，410(2000))。
本發(fā)明對(duì)上述電荷轉(zhuǎn)移型金屬有機(jī)配合物M-TCNQ進(jìn)一步研究，在一定工藝條件下，該配合物可獲得微形管狀晶體結(jié)構(gòu)，并可制成納米管、線(xiàn)(棒)，見(jiàn)圖1-圖4所示。
這種材料的納米線(xiàn)、管的生長(zhǎng)可在室溫或相對(duì)比較低的溫度下進(jìn)行(≤100℃)，容易與其它工藝兼容，可以在玻璃甚至一些塑料上生長(zhǎng)，克服了納米碳管生長(zhǎng)溫度高的問(wèn)題。
本發(fā)明中，M-TCNQ中，M是Ag、Cu等金屬。
本發(fā)明所述的M-TCNQ的制備方法如下將TCNQ(即7，7，8，8-四氰基對(duì)醌二甲烷(7，7，8，8，-tetracyanoquinodimethane))作為電子受體與金屬M(fèi)給體復(fù)合并形成電荷轉(zhuǎn)移型配合物，具體步驟為(1)配制TCNQ的乙腈飽和溶液TCNQ粉末通常來(lái)說(shuō)是一種土黃色的粉末，在室溫下將TCNQ粉末加入盛有分析純的乙腈溶液的燒杯中，同時(shí)用玻璃棒不停攪拌，直到加入的TCNQ粉末不再溶解為止，獲得TCNQ的乙腈飽和溶液。
(2)在清洗好的基板上用真空鍍膜方法生長(zhǎng)一層約50-200納米厚的M金屬膜。條件為背景真空度為2×10-3Pa，鍍膜速率平均為2-3埃/秒。基板為清潔的硅片或載玻片。
(3)將上一步驟中制得的M金屬膜浸入TCNQ的乙腈飽和溶液中，看到薄膜慢慢變?yōu)樗{(lán)色，即將基片取出。浸入時(shí)間一般為2-4秒。
本發(fā)明所制備的M-TCNQ，有許多微形管狀晶體和直徑小于100納米的M-TCNQ晶棒(線(xiàn))，見(jiàn)圖3所示。這些微管具有明顯的棱角，外截面基本上呈正四邊形，見(jiàn)圖4所示。這一點(diǎn)明顯與碳納米管不同。而且它是一種無(wú)縫，中空的管體結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)與碳納米管是類(lèi)似的。它是同軸多層的，是一種具有完整分子結(jié)構(gòu)的有M-TCNQ配合物分子形成的新型功能材料，它具有重要的科學(xué)意義和廣泛的應(yīng)用前景。



圖1為T(mén)CNQ的分子結(jié)構(gòu)。
圖2為Ag-TCNQ的顯微鏡照片(50倍)，圖中左右兩邊明顯不同是由于左邊浸入TCNQ乙腈飽和溶液時(shí)間比右邊部分稍短。可看出左邊部分的薄膜比右邊更細(xì)密。其中的微粒尺寸也明顯要小。
圖3為基板上Ag-TCNQ的SEM圖。
圖4為Ag-TCNQ的微管的SEM圖。
具體實(shí)施方式
制備Ag-TCNQ，(1)配制TCNQ的乙腈飽和溶液在室溫下將TCNQ粉末加入盛有分析純的乙腈溶液的燒杯中，同時(shí)用玻璃棒不停攪拌，直到加入的TCNQ粉末不再溶解為止，獲得TCNQ的乙腈飽和溶液。
(2)在清洗好的基板上用真空鍍膜方法生長(zhǎng)一層約70納米厚的銀。條件為背景真空度為2×10-3Pa，鍍膜速率平均為3埃/秒。基板為清潔的硅片或載玻片。
(3)將上一步驟中制得的銀浸入TCNQ的乙腈飽和溶液中，看到薄膜慢慢變?yōu)樗{(lán)色，即將基片取出。浸入時(shí)間為3秒。
即得到具有微型管狀晶體結(jié)構(gòu)的A-TCNQ，如圖3和圖4所示。
權(quán)利要求
1.一種金屬有機(jī)配合物，其特征在于具有微型管狀晶體結(jié)構(gòu)的M-TCNQ，這里M為金屬Ag、Cu。
2.一種如權(quán)利要求
1所述的金屬有機(jī)配合物的制備方法，其特征在于將TCNQ作為電子受體與金屬M(fèi)復(fù)合，形成電荷轉(zhuǎn)移型配合物，具體步驟如下(1)將TCNQ粉末溶入分析純的乙腈中制成飽和溶液；(2)在清洗好的基板上用真空鍍膜方法生長(zhǎng)一層50-200納米厚的M膜，真空鍍膜條件為背景真空度為2×10-3Pa，鍍膜速度平均為2-3埃/秒；(3)將(2)步驟中制得M膜浸入TCNQ的乙腈飽和溶液中2-4秒，看到薄膜慢慢變?yōu)樗{(lán)色，將玻片取出。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及一種具有微型管狀晶體結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)配合物及其制備方法。用本發(fā)明有望制備金屬有機(jī)配合物納米管。制備步驟如下將TCNQ溶入分析純的乙腈中制成飽和溶液；在清洗好的基板上用真空鍍膜方法生長(zhǎng)一層金屬膜(M)；將金屬膜浸入TCNQ的乙腈飽和溶液中2-4秒，可看到基板上慢慢變?yōu)樗{(lán)色，將基板取出。用掃描電鏡可觀測(cè)到M-TCNQ的微型管狀晶體結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)C07F1/10GKCN1182141SQ02137111
公開(kāi)日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2002年9月24日
發(fā)明者陳國(guó)榮, 盧嘉, 莫曉亮, 王大偉 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan