常敬先，吴娜娜，闫四海

（火箭军工程大学基础部 陕西 西安 710025）

1 引言

氧化铜（CuO）纳米材料作为一种重要的过渡金属氧化物半导体材料，尺寸大小在1～100 nm之间[1]，与普通氧化铜相比，它具有库伦堵塞效应、量子相干效应、巨磁阻效应等独特性能，具有特殊的电学、光学、力学等性质，表现出良好的应用市场，因此氧化铜纳米材料已引起科技工作者的高度重视。氧化铜纳米材料有很多种制备方法，包括真空冷凝法[2]、物理粉碎法、化学气相淀积法、水热合成法[3]等，本文综述了金属铜为衬底的热氧化法、水热合成法以及溶胶-凝胶法等，探讨了其在微电子技术[4]、无机陶瓷、光电集成（OEIC）等相关领域的应用，并对其未来的发展方向进行了预测。

2 纳米CuO的特性

自然界中金属铜有两种比较常见的氧化物，赤铜矿Cu20和黑铜矿CuO。Cu2O不溶于水和醇类，能溶于稀硝酸和盐酸，Cu2O的晶体结构见图1。

图1 Cu2O晶体结构和（111）面的原子阵列排布示意图

Cu2O的晶体结构属于立方晶系结构，空间群为Pn-3m,晶胞参数a=4.27Å，禁带宽度约为2.1 eV，它的核外电子排布是填满的Cu3d10结构。普通CuO是一种黑色粉末，熔点为1 326 ℃，密度为6.3～6.49 g/cm3，能溶于稀酸、氯化铵及氰化钾等溶液，不溶于水和醇。CuO具有单斜晶相结构，晶型为PdO型，CuO晶体结构见图2。

图2 单斜晶向CuO晶体结构示意图

CuO晶格参数：a=4.6 837Å，b=3.4 226Å，c=5.1 288Å。虽然CuO中Cu元素的化合价是+2，但是我们一般认为CuO中既有离子键也有共价键，其核外电子排布有一个3 d层未排满，为未填满的Cu3d9，是一种反磁性半导体材料。因为CuO晶体中二价铜离子离子缺陷占主导地位，导致CuO是一种纯天然的空穴为主要导电类型的半导体材料。……