控制纳米线生长的研究

《控制纳米线生长的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、控制纳米线生长的研究学科:材料加工工程研究生:于灵敏(签名)于灵敏藩叱指导教师:范新会严文(签名)/

2、又摘要采用物理热蒸发法在不同的工艺条件下，例如环境压力、气体流量、载气种类、沉积温度等制备硅纳米线，利用外加电场和物理热蒸发法相结合的办法制备硫化福晶须和定向排列的硅纳米线。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能谱分析仪、X射线衍射仪等测试方法对沉积产物的形貌、结构、化学成分和物相等进行观察和分析，分别研究了环境压力、气体流量、载气种类、沉积温度和外加电场对硅纳米线及硫化锡晶须生长的影响。获得主要结果如下:1)

3、环境压力为100Ton时，制备出平行排列生长的硅纳米线和硅微米晶须;气体流量为70SCCM时，制备出既平直又分散的硅纳米线;以氮气为载流气体制备出的硅纳米线纽结较多，直径分布不均匀，但是，其平均直径较小。沉积温度为900℃一1000℃时，制备出的硅纳米线直径小，分布均匀，并且能够平行排列生长。总之，通过本工作得到了比较优化的工艺参数为环境压力100Torr，气体流量70SCCM，载流气体氢气，沉积温度900'C一1000'C.2)利用物理热蒸发与外加电场相结合的办法制备出大面积定向排列生长的硅纳米线。对定向排列生长的

4、硅纳米线作X射线及透射电镜分析，表明硅纳米线中主要有硅、氧、铜和铝，其选区电子衍射花样证明全部为非晶体。在外加电场下沿直线平行排列生长的硅纳米线位于两个结点之间:提出了以带电团簇模型为基础的硅纳米线的生长机制。单纯蒸发Si0粉末时，气体导电现象严重，以至于无法加上电压。在Si0粉末中加入铜粉后，大大减少了放电空间中的带电粒子浓度，导致气体放电条件变差，使得外加电场促进了硅纳米线的有序性生长。3)利用物理热蒸发与外加电场相结合的办法成功地制备出硫化镐晶须，并研究外加电场对硫化振晶须生长的影响。研究结果表明，硫化锅晶须的

5、生长应遵循氧化物辅助生长机制;无论外加电场存在与否，沉积温度越高，硫化锡晶须越粗越长，但是沉积温度对硫化锅晶须的形状没有明显影响。在有电场和无电场条件下的硫化锡晶须的形貌有很大差异。因此，外加电场显著地促进了硫化福晶须沿一维方向上的生长。关键词:物理热蒸发法，外加电场，硅纳米线，硅微米晶须，硫化搞晶须Stu即onthecontrolofnanowiresgrowingDiscipline:MaterialsProcessingEngineeringStudentsignature:YuLingmin(Signatur

6、e)Yu勺，杭Supervisorsignature:FanXinhui,YanWen(Signature)聪咋怀ABSTRACTSilicananowireshavebeensuccessfullypreparedbythermalevaporationunderthediferentexperimentalconditionsuchasambientpressure,streamflowrate,carriergas,deposittemperatureandsoon.Atthesametime,CdSwhisk

7、ersandlargeareahighlyalignedsiliconnanowireshavebeensynthesizedundertheconditionofelectricalfield.Themorphology,chemicalcompositionandmicrostructurecharacterizationofthedepositshavebeenanalogizedbyscanningelectronmicroscope(SEM),energydispersex-rayspectroscopy(

8、EDX)connectedtoSEM、transmissionelectronmicroscope(TEM)andx-raydiffractionspectrometer(XRD).Thedependenceofenvironpressure,streamflowrate,carriergas,deposittemperatureandelectricalfieldonsilicananowiresandCdSwhiskershavebeenanalyzed.Themainresultsandconclusionsc

9、anbeorganizedasfollows:1)Highlyalignedsiliconnanowiresandmicronwhiskershavebeenpreparedunderthepressureof100TomUndertheflowrateof70SCCMthestraightanddispersesiliconnanowirec