sic纳米线的制备及其发光性能的研究

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1、Total124铜业工程总第124期No．62013COPPERENGINEERING2013年第6期SiC皱缀麟餐藤蓉蠢馕鼹硬囊张恩磊，王国胜，张本贵，王祝敏，张翔(沈阳化工大学化学工程学院，辽宁沈阳110142)摘要：采用热蒸发法，以SiO与活性碳混合粉末为原料在1400℃的条件下制备出SiC纳米线。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)及x一射线衍射分析(XRD)等手段对制备的SiC纳米线进行了表征及生长机理分析。研究表明：SiC纳米线表面光滑、平直，沿[111]方向生长，直径为30—60nm，长约数十微米，

2、内部为约数十纳米的SiC晶体层外部约为2nm的SiO层的异质机构。SiO作为硅源时的SiC纳米线产量高于其他硅源。最后通过光致发光(PL)光谱研究了SiC纳米线的PL特性。关键词：SiC；纳米线；热蒸发；异质结构；光致发光中图分类号：TB383文献标识码：A文章编号：1009—3842(2013)06—0001—03SynthesisandPhotoluminescencePropertyofSiCNanowiresZHANGEn—lei，WANGGuo—sheng，ZHANGBen—gui，WANGZhu—min，ZHANGXiang(Colle

3、geofChemicalEngineering，ShenyangUniversityofChemicalTechnology，Shenyang，Liaoning110142，China)Abstract：AlargescaleB—SiCnanowiresweresynthesizedbyheatingSiOandactivatedcarbonpowderswithoutmetalcatalystsat1400~C．TheSiCnanowireswerecharacterizedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)，tr

4、ansmissionelectronmicroscopy(TEM)，andenergydispersivespectroscopy(EDS)andX—raydiffraction(XRD)．TheresultsdemonstratethattheSiCnanowiresweresmoothnesswithwidth10～60nmandlengthaboutseveraltenmicrometerandpreferentiallyorientatedalongthe『111idirection．ThestructuresofSiCnanowiresw

5、erecrystalSiCinthemiddle，andamorphoussilicondioxideouterlayerofabout2nm，anditisSiC／SiO2heterostrueture．SiOistheidealsiliconsource．TheyieldofSiCnanowiresismuchmorethanothers．TheSiCnanowiresexhibitthestrongphotoluminescencepeaksatwavelength400am，whichissignificantlyshiftedtotheb

6、luecomparedwiththereportedlumines—cenceresultsofSiCmaterials．Keywords：SiC；nanowires；thermalevaporation；heterostructure；photoluminescence1引言性能，在纳米复合材料和纳米器件方面有很大的应用潜力。目前，制备SiC纳米线的方法主要有化学气相沉积(CVD)。J、激光腐蚀法-9]及催化剂辅自碳纳米管⋯及硅纳米线等一维纳米材料助生长方法等。对SiC纳米线的生长机理的解被成功合成后，引起了诸多领域研究人员的极大关释也有很多种，

7、例如气一液一固(VLS)11]、气一固注与浓厚兴趣，一维纳米材料的研究成为了当今基(VS)[12-14]、固一液一固(SLS)[15生长机理。然础和应用研究的热点。目前，纳米管、纳米线及纳米带等一维纳米结构材料在微电子方面的应用显示出而这些方法大多以高纯度、昂贵的碳纳米管和易燃很大的应用潜力。以SiC为代表的宽禁带材料，是易爆的硅烷或SiC1为原料，且产量相对较少。继si和GaAs之后的第三代半导体材料。SiC具有本文采用直接热蒸发法，以SiO和活性碳作为宽禁带(Si的3倍)、高热导率(Si的3．3倍)、高击硅源和碳源，大量制备出B—SiC纳米线。

8、此法操作穿场强(si的10倍)、高饱和电子漂移速率(Si的简单，无需催化剂辅助，原料易得。通过TEM、SEM2．5倍)以及