CN101752023B

CN101752023B - 以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法

Info

Publication number: CN101752023B
Application number: CN2008102441200A
Authority: CN
Inventors: 韩方明; 许巧玲; 孟国文; 何肖丽; 赵相龙; 岳广兵
Original assignee: Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Current assignee: Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: CN101752023A

Abstract

本发明公开了一种以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法。它是先将铝片置于酸溶液中阳极氧化4～8h，再将其置于磷酸和铬酸的混和溶液中浸泡，接着，先将其再次置于同样的酸溶液中以相同的直流电压阳极氧化6～10h，再将直流电压瞬间增大1.73倍或2倍，并继续阳极氧化至少10min，之后，先去除背面未氧化的铝，再腐蚀掉孔底部的氧化铝障碍层，得到通孔和盲孔相间的多孔氧化铝模板；然后，先用电子束蒸发法于氧化铝模板的一面蒸镀金膜，再对其使用电化学沉积法于其的通孔中电化学沉积金属或半导体；最后，将氧化铝模板置于磷酸或强碱溶液中腐蚀，制得以氧化铝为包裹层的纳米电缆。它的普适性非常好，既能制备出金属芯线、又能制得半导体芯线的纳米电缆。

Description

以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法

技术领域

本发明涉及一种纳米电缆的制备方法，尤其是一种以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法。

背景技术

氧化铝同氧化硅相比，属于高介电常数材料，在现代电子器件及集成电路中有着广泛的应用前景。而金属及半导体材料的纳米线是现代电子学中不可或缺的重要组成部分，它们可以在集成电路中分别作为导线及纳米器件使用。为此，人们为了在金属或半导体材料的纳米线上附着上一层高介电常数绝缘材料，作了多种努力，如2006年晶体生长杂志289期295～298页报道了G.S.Huang，Y.Xie等发表的题为《单个氧化铝管包裹的金属(铜和铁)纳米线的形成机制》(G.S.Huang，Y.Xie，X.L.Wu，-，L.W.Yang，Y.Shi，G.G.Siu，Paul K.Chu，Formation mechanism of individual aluminananotubes wrapping metal(Cu and Fe)nanowires，Journal of crystalgrowth 289(2006)：295～298)的文章，该文公开了一种先使用二次阳极氧化法获得氧化铝模板，再将氧化铝模板浸泡于磷酸中扩孔，并使障碍层减薄，之后，对氧化铝模板进行直流电沉积金属铜或铁，最后，将沉积有金属铜或铁的氧化铝模板置于氢氧化钠溶液中溶解掉部分氧化铝模板，并对其进行超声分散，而获得金属铜或铁的纳米芯线外包裹着氧化铝的纳米电缆的制备方法。但是，这种制备方法存在着不足之处，首先，纳米电缆的质量较差，一是长短不均，二是氧化铝和由其包裹着的纳米芯线均不太完整，其缘由为，用一般的直孔氧化铝模板沉积纳米芯线后，再用氢氧化钠溶液腐蚀一段时间，然后直接用超声波来分散，获得的最终产品大部分是撕裂的氧化铝管或纳米芯线，只有少量完整的纳米电缆残存下来，这种用超声波把氧化铝从模板基底上撕裂下来的做法，势必造成对氧化铝管及电缆芯线的破坏，很难得到均一完整的纳米电缆；其次，纳米电缆的产量低，致使其生产的成本极难降低，基于前述的理由，纳米电缆的产量不可能高；再次，受氧化铝模板的制约，氧化铝管的厚度难以人为的控制。虽也有同样使用氧化铝模板制备出以氧化铝为包裹层、以金属金或金属锌或半导体氧化锌或硫化镉为纳米芯线的纳米电缆的制备方法，却均不同程度地存在着纳米电缆的质量较差，产量低，氧化铝管厚度难以人为控制的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，提供一种制得的电缆的质量好，产量高，制备成本低的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法包括二次阳极氧化法、电化学沉积法和溶液腐蚀法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先将铝片置于浓度为0.2～0.4M的硫酸溶液或草酸溶液中，于直流电压下阳极氧化4～8h，其中，置于硫酸溶液中阳极氧化时的直流电压为20～28V，置于草酸溶液中阳极氧化时的直流电压为28～50V，再将其置于温度为50～70℃的4～8wt％磷酸和1.6～2wt％铬酸的混和溶液中浸泡8～12h，接着，先将其再次置于同样的酸溶液中以相同的直流电压阳极氧化6～10h，再将直流电压瞬间增大1.73倍或2倍，并继续阳极氧化至少10min，之后，先用过饱和的四氯化锡溶液去除背面未氧化的铝，再用3～7wt％的磷酸溶液腐蚀掉位于孔底部的氧化铝障碍层，得到通孔和盲孔相间的多孔氧化铝模板，其中，通孔一端的孔径和盲孔的孔径均为40～60nm、通孔另一端的孔径为70～90nm；

步骤2，先用电子束蒸发法于氧化铝模板大孔径的一面蒸镀50～100nm厚的金膜，再对蒸镀有金膜的氧化铝模板使用电化学沉积法于其的通孔中电化学沉积金属或半导体；

步骤3，将其通孔中置有金属或半导体芯线的氧化铝模板置于浓度为3～7wt％的磷酸溶液中腐蚀60～110min，或置于浓度为3～7wt％的强碱溶液中腐蚀3～6mi n，制得以氧化铝为包裹层的纳米电缆。

作为以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法的进一步改进，所述的铝片的纯度为≥99.9％；所述的电化学沉积金属为电化学沉积金属金或电化学沉积金属铜或电化学沉积金属锌；所述的电化学沉积金属金的条件为，金属金电镀液为将浓度为12g/L的氯金酸、浓度为5g/L的乙二胺四乙酸(EDTA)、浓度为160g/L的亚硫酸钠(Na₂SO₃)和浓度为30g/L的磷酸氢二钾(K₂HPO₄)相混合后，用盐酸调节pH为4～6，沉积为阴极沉积，沉积的电流为40～60μA/cm²的恒电流，沉积的时间为3～5h；所述的电化学沉积金属铜的条件为，金属铜电镀液为浓度为50g/L的五水硫酸铜(CuSO₄ 5H₂O)和浓度为6g/L的硼酸(H₃BO₃)的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为0.7～1.1V的恒电压；所述的是电化学沉积金属锌的条件为，金属锌电镀液为浓度为80g/L的七水硫酸锌(ZnSO₄ 7H₂O)和浓度为20g/L的硼酸(H₃BO₃)的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为1.6～2.0V的恒电压；所述的电化学沉积半导体为电化学沉积氧化锌或电化学沉积硫化锌或电化学沉积硫化镉；所述的电化学沉积氧化锌的条件为，将由电化学沉积金属锌得到的金属锌置于≥300℃的空气中至少30h以上；所述的电化学沉积硫化锌的条件为，硫化锌电镀液为浓度为6.5～8.5g/L的氯化锌(ZnCl₂)和浓度为5.1～7.1g/L的硫粉的混合液，其中的溶剂为二甲亚砜，沉积为阴极沉积，沉积的电流为4～8mA/cm²的恒电流，沉积的温度为120～130℃；所述的电化学沉积硫化镉的条件为，硫化镉电镀液为浓度为12～14g/L的氯化镉(CdCl₂)和浓度为5～6g/L的硫粉的混合液，其中的溶剂为二甲基亚砜，沉积为阴极沉积，沉积的电流为1.5～3.5mA/cm²的恒电流，沉积的温度为110～130℃；所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液，或氢氧化钾溶液，或氢氧化锂溶液。

相对于现有技术的有益效果是，其一，对制得的纳米电缆分别使用场发射扫描电子显微镜、能谱测试仪、X-射线衍射仪和透射电子显微镜来进行形态和成分及物相的表征，从得到的扫描电镜照片、扫描能谱图、X-射线衍射谱图和透射电镜照片可知，纳米电缆的外观完整、长度整齐划一，数量众多。单根的纳米电缆均为管包线结构，即纳米芯线外包覆有管状氧化铝外壳，其中，纳米芯线的直径为20～60nm，氧化铝外壳的厚度为5～30nm。纳米芯线由金属或半导体构成，其中，金属为金属金或金属铜或金属锌，半导体为氧化锌或硫化锌或硫化镉。层状结构的纳米电缆通过精确地控制腐蚀氧化铝模板的时间，能得到氧化铝包裹层很薄的纳米电缆；其二，制备方法科学、合理，针对现有制备方法的不足，先使用改进的二次阳极氧化法制备出通孔和盲孔相间的多孔氧化铝模板，再将电子束蒸发法和电沉积法有机地揉合于一体，于多孔氧化铝模板的通孔中电沉积金属或半导体，由于盲孔中没有形成纳米线，故在随后的腐蚀步骤中，腐蚀液极易由此进入孔内，并沿孔壁进行快速高效的腐蚀，从而使制得的纳米电缆的质量既高、氧化铝包裹层的厚度还可人为的精确控制。本制备方法的普适性非常好，既能制备出金属芯线的纳米电缆，又能制得半导体芯线的纳米电缆。其三，制备方法易于实施，产量高，成本低，适于大规模的工业化生产。

作为有益效果的进一步体现，一是铝片的纯度优选为≥99.9％，使通孔氧化铝模板易于制作；二是电化学沉积金属优选为电化学沉积金属金或电化学沉积金属铜或电化学沉积金属锌，电化学沉积半导体优选为电化学沉积氧化锌或电化学沉积硫化锌或电化学沉积硫化镉，均利于其产物直接用于集成电路及纳米器件中；三是强碱溶液优选为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氢氧化锂溶液，除能确保腐蚀掉氧化铝模板之外，还具有灵活便捷的特点。

附图说明

下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。

图1为对采用改进的二次阳极氧化法制得的通孔和盲孔相间的多孔氧化铝模板使用美国FEI公司的Sirion 200FEG型场发射扫描电子显微镜(SEM)进行观测后所得到的SEM照片。其中，图1a为多孔氧化铝模板正面的SEM照片，图1b为多孔氧化铝模板侧面的SEM照片；

图2为对制得的不同纳米芯线的纳米电缆使用美国FEI公司的Sirion200FEG型场发射扫描电子显微镜(SEM)进行观测后所得到的SEM照片。其中，图2a为以铜为芯线的纳米电缆的侧面SEM照片。图2b为对以铜为芯线的纳米电缆腐蚀60min后的正面俯视SEM照片，图2b右上角为放大了的电缆顶部的SEM照片，其显示为六角形的截面。图2c为对以铜为芯线的纳米电缆腐蚀80min后的正面俯视SEM照片。图2d、图2e和图2f分别为以锌、氧化锌和硫化镉为芯线的纳米电缆的SEM照片；

图3为对制得的不同纳米芯线的纳米电缆使用美国FEI公司的Sirion200FEG型场发射扫描电子显微镜所附带的能谱(EDS)测试仪进行选定点扫描后所得到的EDS结果图，结果图中的横坐标为能量(千电子伏)，纵坐标为点数。其中，左上图为铜纳米芯线的EDS结果图，由结果图中的成分可知，铜纳米芯线被沉积进了氧化铝纳米管内。右上图为锌纳米芯线的EDS结果图，由结果图中的成分可知，锌纳米芯线被沉积进了氧化铝纳米管内。左下图为氧化锌纳米芯线的EDS结果图，由结果图中的成分可知，氧化锌纳米芯线被沉积进了氧化铝纳米管内。右下图为硫化镉纳米芯线的EDS结果图，由结果图中的成分可知，硫化镉纳米芯线被沉积进了氧化铝纳米管内；

图4为对制得的纳米电缆中的不同纳米芯线使用Phillips X′Pert型X-射线衍射(XRD)仪进行测试后得到的XRD图谱，图谱中的横坐标均为衍射角，纵坐标均为衍射峰的相对强度。由图4a可知，其为铜纳米芯线的XRD图谱。由图4b可知，其为锌纳米芯线的XRD图谱。由图4c可知，其为氧化锌纳米芯线的XRD图谱。由图4d可知，其为硫化镉纳米芯线的XRD图谱；

图5为对制得的不同纳米芯线的纳米电缆使用JEM-200CX型透射电子显微镜(TEM)进行观测后所摄得的TEM照片。其中，图5a、图5b、图5c和图5d分别为以铜、锌、氧化锌和硫化镉为纳米芯线的纳米电缆的TEM照片，图5a、图5b、图5c和图5d中的插图分别为各自的电子衍射图。图5e为以铜为纳米芯线的纳米电缆的包裹多层结构的TEM照片。图5f为精确控制腐蚀时间后得到的包裹层很薄的铜纳米芯线电缆。

具体实施方式

首先准备好或用常规方法制得或从市场购得，作为电化学沉积金属金的条件：金属金电镀液为将浓度为12g/L的氯金酸、浓度为5g/L的乙二胺四乙酸(EDTA)、浓度为160g/L的亚硫酸钠(Na₂SO₃)和浓度为30g/L的磷酸氢二钾(K₂HPO₄)相混合后，用盐酸调节pH为4～6，沉积为阴极沉积，沉积的电流为40～60μA/cm²的恒电流，沉积的时间为3～5h；作为电化学沉积金属铜的条件：金属铜电镀液为浓度为50g/L的五水硫酸铜(CuSO₄ 5H₂O)和浓度为6g/L的硼酸(H₃BO₃)的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为0.7～1.1V的恒电压；作为电化学沉积金属锌的条件：金属锌电镀液为浓度为80g/L的七水硫酸锌(ZnSO₄ 7H₂O)和浓度为20g/L的硼酸(H₃BO₃)的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为1.6～2.0V的恒电压；作为电化学沉积氧化锌的条件：将由电化学沉积金属锌得到的金属锌置于≥300℃的空气中至少30h以上；作为电化学沉积硫化锌的条件：硫化锌电镀液为浓度为6.5～8.5g/L的氯化锌(ZnCl₂)和浓度为5.1～7.1g/L的硫粉的混合液，其中的溶剂为二甲亚砜，沉积为阴极沉积，沉积的电流为4～8mA/cm²的恒电流，沉积的温度为120～130℃；作为电化学沉积硫化镉的条件：硫化镉电镀液为浓度为12～14g/L的氯化镉(CdCl₂)和浓度为5～6g/L的硫粉的混合液，其中的溶剂为二甲基亚砜，沉积为阴极沉积，沉积的电流为1.5～3.5mA/cm²的恒电流，沉积的温度为110～130℃；以及作为腐蚀液的磷酸溶液和强碱溶液，其中的强碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化锂溶液。接着，

实施例1

制备的具体步骤为：步骤1，先将铝片置于浓度为0.2M的硫酸溶液或草酸溶液中，于直流电压下阳极氧化8h；其中，铝片的纯度为99.9％，置于硫酸溶液中阳极氧化时的直流电压为20V，置于草酸溶液中阳极氧化时的直流电压为28V。再将其置于温度为50℃的4wt％磷酸和2wt％铬酸的混和溶液中浸泡12h。接着，先将其再次置于同样的酸溶液中以相同的直流电压阳极氧化10h，再将直流电压瞬间增大1.73倍，并继续阳极氧化10min。之后，先用过饱和的四氯化锡溶液去除背面未氧化的铝，再用3wt％的磷酸溶液腐蚀掉位于孔底部的氧化铝障碍层，得到近似于图1a和图1b所示的通孔和盲孔相间的多孔氧化铝模板；其中，通孔一端的孔径和盲孔的孔径均为40nm、通孔另一端的孔径为70nm。

步骤2，先用电子束蒸发法于氧化铝模板大孔径的一面蒸镀50nm厚的金膜，再对蒸镀有金膜的氧化铝模板使用电化学沉积法于其的通孔中电化学沉积金属铜；其中，电化学沉积金属铜的条件为，金属铜电镀液为浓度为50g/L的五水硫酸铜(CuSO₄ 5H₂O)和浓度为6g/L的硼酸(H₃BO₃)的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为0.7V的恒电压。

步骤3，将其通孔中置有金属铜的氧化铝模板置于浓度为3wt％的磷酸溶液中腐蚀110min，制得如或近似于图2a、图2b、图2c和图5a、图5e、图5f所示，以及如图3a和图4a中的曲线所示的以氧化铝为包裹层的纳米电缆。

实施例2

制备的具体步骤为：步骤1，先将铝片置于浓度为0.25M的硫酸溶液或草酸溶液中，于直流电压下阳极氧化7h；其中，铝片的纯度为99.99％，置于硫酸溶液中阳极氧化时的直流电压为22V，置于草酸溶液中阳极氧化时的直流电压为33V。再将其置于温度为55℃的5wt％磷酸和1.9wt％铬酸的混和溶液中浸泡11h。接着，先将其再次置于同样的酸溶液中以相同的直流电压阳极氧化9h，再将直流电压瞬间增大2倍，并继续阳极氧化11min。之后，先用过饱和的四氯化锡溶液去除背面未氧化的铝，再用4wt％的磷酸溶液腐蚀掉位于孔底部的氧化铝障碍层，得到近似于图1a和图1b所示的通孔和盲孔相间的多孔氧化铝模板；其中，通孔一端的孔径和盲孔的孔径均为45nm、通孔另一端的孔径为75nm。

步骤2，先用电子束蒸发法于氧化铝模板大孔径的一面蒸镀60nm厚的金膜，再对蒸镀有金膜的氧化铝模板使用电化学沉积法于其的通孔中电化学沉积金属铜；其中，电化学沉积金属铜的条件为，金属铜电镀液为浓度为50g/L的五水硫酸铜(CuSO₄ 5H₂O)和浓度为6g/L的硼酸(H₃BO₃)的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为0.8V的恒电压。

步骤3，将其通孔中置有金属铜的氧化铝模板置于浓度为4wt％的磷酸溶液中腐蚀98min，制得如或近似于图2a、图2b、图2c和图5a、图5e、图5f所示，以及如图3a和图4a中的曲线所示的以氧化铝为包裹层的纳米电缆。

实施例3

制备的具体步骤为：步骤1，先将铝片置于浓度为0.3M的硫酸溶液或草酸溶液中，于直流电压下阳极氧化6h；其中，铝片的纯度为99.9％，置于硫酸溶液中阳极氧化时的直流电压为24V，置于草酸溶液中阳极氧化时的直流电压为39V。再将其置于温度为60℃的6wt％磷酸和1.8wt％铬酸的混和溶液中浸泡10h。接着，先将其再次置于同样的酸溶液中以相同的直流电压阳极氧化8h，再将直流电压瞬间增大1.73倍，并继续阳极氧化13min。之后，先用过饱和的四氯化锡溶液去除背面未氧化的铝，再用5wt％的磷酸溶液腐蚀掉位于孔底部的氧化铝障碍层，得到如图1a和图1b所示的通孔和盲孔相间的多孔氧化铝模板；其中，通孔一端的孔径和盲孔的孔径均为50nm、通孔另一端的孔径为80nm。

步骤2，先用电子束蒸发法于氧化铝模板大孔径的一面蒸镀70nm厚的金膜，再对蒸镀有金膜的氧化铝模板使用电化学沉积法于其的通孔中电化学沉积金属铜；其中，电化学沉积金属铜的条件为，金属铜电镀液为浓度为50g/L的五水硫酸铜(CuSO₄ 5H₂O)和浓度为6g/L的硼酸(H₃BO₃)的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为0.9V的恒电压。

步骤3，将其通孔中置有金属铜的氧化铝模板置于浓度为5wt％的磷酸溶液中腐蚀80min，制得如或近似于图2a、图2b、图2c和图5a、图5e、图5f所示，以及如图3a和图4a中的曲线所示的以氧化铝为包裹层的纳米电缆。

实施例4

制备的具体步骤为：步骤1，先将铝片置于浓度为0.35M的硫酸溶液或草酸溶液中，于直流电压下阳极氧化5h；其中，铝片的纯度为99.99％，置于硫酸溶液中阳极氧化时的直流电压为26V，置于草酸溶液中阳极氧化时的直流电压为45V。再将其置于温度为65℃的7wt％磷酸和1.7wt％铬酸的混和溶液中浸泡9h。接着，先将其再次置于同样的酸溶液中以相同的直流电压阳极氧化7h，再将直流电压瞬间增大2倍，并继续阳极氧化14min。之后，先用过饱和的四氯化锡溶液去除背面未氧化的铝，再用6wt％的磷酸溶液腐蚀掉位于孔底部的氧化铝障碍层，得到近似于图1a和图1b所示的通孔和盲孔相间的多孔氧化铝模板；其中，通孔一端的孔径和盲孔的孔径均为55nm、通孔另一端的孔径为85nm。

步骤2，先用电子束蒸发法于氧化铝模板大孔径的一面蒸镀85nm厚的金膜，再对蒸镀有金膜的氧化铝模板使用电化学沉积法于其的通孔中电化学沉积金属铜；其中，电化学沉积金属铜的条件为，金属铜电镀液为浓度为50g/L的五水硫酸铜(CuSO₄ 5H₂O)和浓度为6g/L的硼酸(H₃BO₃)的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为1V的恒电压。

步骤3，将其通孔中置有金属铜的氧化铝模板置于浓度为6wt％的磷酸溶液中腐蚀73min，制得如或近似于图2a、图2b、图2c和图5a、图5e、图5f所示，以及如图3a和图4a中的曲线所示的以氧化铝为包裹层的纳米电缆。

实施例5

制备的具体步骤为：步骤1，先将铝片置于浓度为0.4M的硫酸溶液或草酸溶液中，于直流电压下阳极氧化4h；其中，铝片的纯度为99.9％，置于硫酸溶液中阳极氧化时的直流电压为28V，置于草酸溶液中阳极氧化时的直流电压为50V。再将其置于温度为70℃的8wt％磷酸和1.6wt％铬酸的混和溶液中浸泡8h。接着，先将其再次置于同样的酸溶液中以相同的直流电压阳极氧化6h，再将直流电压瞬间增大1.73倍，并继续阳极氧化15min。之后，先用过饱和的四氯化锡溶液去除背面未氧化的铝，再用7wt％的磷酸溶液腐蚀掉位于孔底部的氧化铝障碍层，得到近似于图1a和图1b所示的通孔和盲孔相间的多孔氧化铝模板；其中，通孔一端的孔径和盲孔的孔径均为60nm、通孔另一端的孔径为90nm。

步骤2，先用电子束蒸发法于氧化铝模板大孔径的一面蒸镀100nm厚的金膜，再对蒸镀有金膜的氧化铝模板使用电化学沉积法于其的通孔中电化学沉积金属铜；其中，电化学沉积金属铜的条件为，金属铜电镀液为浓度为50g/L的五水硫酸铜(CuSO₄ 5H₂O)和浓度为6g/L的硼酸(H₃BO₃)的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为1.1V的恒电压。

步骤3，将其通孔中置有金属铜的氧化铝模板置于浓度为7wt％的磷酸溶液中腐蚀60min，制得如或近似于图2a、图2b、图2c和图5a、图5e、图5f所示，以及如图3a和图4a中的曲线所示的以氧化铝为包裹层的纳米电缆。

再分别于步骤2中电化学沉积金属金，其条件为，金属金电镀液为将浓度为12g/L的氯金酸、浓度为5g/L的乙二胺四乙酸(EDTA)、浓度为160g/L的亚硫酸钠(Na₂SO₃)和浓度为30g/L的磷酸氢二钾(K₂HPO₄)相混合后，用盐酸调节pH为4～6，沉积为阴极沉积，沉积的电流为40～60μA/cm²的恒电流，沉积的时间为3～5h；

或电化学沉积金属锌，其条件为，金属锌电镀液为浓度为80g/L的七水硫酸锌(ZnSO₄ 7H₂O)和浓度为20g/L的硼酸(H₃BO₃)的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为1.6～2.0V的恒电压；

或电化学沉积氧化锌，其条件为，将由电化学沉积金属锌得到的金属锌置于≥300℃的空气中至少30h以上；

或电化学沉积硫化锌，其条件为，硫化锌电镀液为浓度为6.5～8.5g/L的氯化锌(ZnCl₂)和浓度为5.1～7.1g/L的硫粉的混合液，其中的溶剂为二甲亚砜，沉积为阴极沉积，沉积的电流为4～8mA/cm²的恒电流，沉积的温度为120～130℃；

或电化学沉积硫化镉，其条件为，硫化镉电镀液为浓度为12～14g/L的氯化镉(CdCl₂)和浓度为5～6g/L的硫粉的混合液，其中的溶剂为二甲基亚砜，沉积为阴极沉积，沉积的电流为1.5～3.5mA/cm²的恒电流，沉积的温度为110～130℃；

以及再分别于步骤3中选用作为腐蚀液的磷酸溶液或强碱溶液，来腐蚀其通孔中置有金属或半导体芯线的氧化铝模板，其中，强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氢氧化锂溶液，其浓度为3～7wt％，腐蚀的时间为3～6min。重复上述实施例1～5，同样制得如或近似于图2和图5所示，以及如或近似于图3和图4中的曲线所示的以氧化铝为包裹层的纳米电缆。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法，包括二次阳极氧化法、电化学沉积法和溶液腐蚀法，其特征在于完成步骤如下：

步骤3，将其通孔中置有金属或半导体芯线的氧化铝模板置于浓度为3～7wt％的磷酸溶液中腐蚀60～110min，或置于浓度为3～7wt％的强碱溶液中腐蚀3～6min，制得以氧化铝为包裹层的纳米电缆。

2.根据权利要求1所述的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法，其特征是电化学沉积金属为电化学沉积金属金，或电化学沉积金属铜，或电化学沉积金属锌。

3.根据权利要求2所述的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法，其特征是电化学沉积金属金的条件为，金属金电镀液为将浓度为12g/L的氯金酸、浓度为5g/L的乙二胺四乙酸、浓度为160g/L的亚硫酸钠和浓度为30g/L的磷酸氢二钾相混合后，用盐酸调节pH为4～6，沉积为阴极沉积，沉积的电流为40～60μA/cm²的恒电流，沉积的时间为3～5h。

4.根据权利要求2所述的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法，其特征是电化学沉积金属铜的条件为，金属铜电镀液为浓度为50g/L的五水硫酸铜和浓度为6g/L的硼酸的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为0.7～1.1V的恒电压。

5.根据权利要求2所述的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法，其特征是电化学沉积金属锌的条件为，金属锌电镀液为浓度为80g/L的七水硫酸锌和浓度为20g/L的硼酸的混合液，沉积为阴极沉积，沉积的电压为1.6～2.0V的恒电压。

6.根据权利要求1所述的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法，其特征是电化学沉积半导体为电化学沉积氧化锌，或电化学沉积硫化锌，或电化学沉积硫化镉。

7.根据权利要求6所述的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法，其特征是电化学沉积氧化锌的条件为，将由电化学沉积金属锌得到的金属锌置于≥300℃的空气中至少30h以上。

8.根据权利要求6所述的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法，其特征是电化学沉积硫化锌的条件为，硫化锌电镀液为浓度为6.5～8.5g/L的氯化锌和浓度为5.1～7.1g/L的硫粉的混合液，其中的溶剂为二甲亚砜，沉积为阴极沉积，沉积的电流为4～8mA/cm²的恒电流，沉积的温度为120～130℃。

9.根据权利要求6所述的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法，其特征是电化学沉积硫化镉的条件为，硫化镉电镀液为浓度为12～14g/L的氯化镉和浓度为5～6g/L的硫粉的混合液，其中的溶剂为二甲基亚砜，沉积为阴极沉积，沉积的电流为1.5～3.5mA/cm²的恒电流，沉积的温度为110～130℃。

10.根据权利要求1所述的以氧化铝为包裹层的纳米电缆的制备方法，其特征是强碱溶液为氢氧化钠溶液，或氢氧化钾溶液，或氢氧化锂溶液。