cvd法制备sic一维纳米材料影响因素的数值模拟研究

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1、CVD法制备SiC一维纳米材料影响因素的数值模拟研究件，同时也可用于元器件的连接，在诸如催化、能源利用、传感器、光电子器件等许多领域都具有极好的应用前景及潜力‘25。381。1．2．1SiC一维纳米材料的性能及应用SiC一维纳米质料因为具备良好的电学，光学，机械机能和场发射机能，使其在纳米光电子器件，纳米复合质料，吸波质料，疏水质料和平板显示器等范畴具备普遍的利用前景。(1)SiC一维纳米材料的电学性能及应用SiC一维纳米材料在禁带宽度，临界击穿电场、热导率和电子饱和迁移率等性能方面，相比于其它材料，更高，同时，其介电常数更小，抗辐射能力更强，是一种理想材料用于制作高频、大功率、低能耗、耐

2、高温和抗辐射的器件。SiC一维纳米材料的电学性能越来越受到研究者的关注。上海交通大学的张亚飞等pw利用SiC纳米线制成了场效应晶体管(FET)器件，同时又具有n型导电特性，其结果表明，SiC纳米线器件具有优异的光敏性和电子传输性能。Choi等14UJ用CVD法制备了SiC纳米线，并研究了它的光学和电子传输性质，结果表明，该SiC纳米线为n型半导体，电阻为2．2x10。2Q·cm，电子迁移率的大小为15cm2／(Vs)。Li掣4l】以si和In203混合粉体做为原料，在1600。C下通入甲烷，在BN坩埚中，得到了BN包覆的SiC纳米电缆，并用原子显微镜测量了包覆与未包覆BN的SiC纳米线的伏

3、安特性曲线，结果表明其具有极好的绝缘效果。(2)SiC一维纳米材料的光学性能及应用在较早发现的发光材料中，SiC是其中之一，作为间接带隙半导体材料，SiC的发光效率却比较低，在光电子方面，其应用在很大程度上被限制。然而随着SiC一维纳米材料的出现，人们发现受到量子限域效应的影响，纳米尺寸的SiC的带隙会变为直接带隙，大大提高了SiC一维纳米材料的发光强度。人们可以通过对SiC一维纳米材料形貌和结构的控制来提高和改变它的发光波长及效率。南京大学的Wu等人【42】对3C—SiC片进行了电化学腐蚀，制备出了悬浮的3C—SiC纳米颗粒，其发光谱峰红不停的移动，具有较好的发光性能。李等【431在无催

4、化剂的条件下利用化学气相沉积的方法制备出了具有SiC／Si02复合纳米链结构的SiC纳米线，其直线部位直径平均值约为20—30nm，球状部位半径约青岛科技大学研究生学位论文为40-50nm，并发现在波长为410nlTl和490nln的地方发现了较强的光致发光峰，这使其在平板显示器领域具有较大潜力。Wei等t4％U备出了3C—SiC纳米带，并对其进行了光致发光测试，结果发现在波长为391nm的地方有着非常强烈的谱峰，这是由量子限域效应所引起的。(3)SiC一维纳米材料的机械性能及应用早在19世纪中期，SiC就受到了人们的广泛关注，通过研究发现其晶须强度高、硬度及弹性模量大，同时重量轻，耐腐蚀

5、性好，化学性质也非常稳定，可以在复合材料的制备中被当作补强增韧剂使用，称之为“晶须之王”。近年来，SiC一维纳米材料强度高和硬度大等优良机械性能再次引起科学家的重视。Lieber等【45】制备了棒状SiC一维纳米材料，并用原子力学显微镜测定了其力学性能，发现其杨氏模量为610～660GPa，接近约600GPa的理论预测值，最大弯曲强度为53．4GPa，是微米晶须的两倍。Yang等146J以甲基三氯硅烷和氢气为反应气源，采用化学汽渗法，在SiC预制件表面得到了包覆碳层的SiC纳米线，并在SiC基陶瓷复合物中展现了明显的增强效果。王中林等【47J制备出的SiC纳米线呈现同轴结构，并测得了其杨氏

6、模量，在扫描电镜下，通过观察，发现其具有优异的超塑性。(4)SiC一维纳米材料的场发射性能及应用SiC一维纳米材料具有极好的场发射性能。1995年，Wong等【4副首次对SiC一维纳米线的场发射性能进行报道，通过测试，发现SiC纳米线具有非常稳定的电流密度以及很低的开启电场。Li等【49J将CNT阵列与SiO反应，得到了SiC纳米线阵列，其相应的开启电场和阈值电场分别为1V／gm和3V／gm，当开启电场为0．7～1．5V／“m时，其电流密度为109A／cm2，阈值电场为2．5-3．5V／gm时，其电流密度为10mA／cm2，具有极强的场发射能力。Xu等【50】以SiC粉／陶瓷为原料，Fe为

7、催化剂，采用热蒸发法，制备出SiC纳米线，其SiC纳米线呈针状，并且场发射电流密度在达到稳态时为30．8mA／cm2，电场为9．6V／lam。Shen等【)IJ采用热蒸法，以SiO、C、GaN混合粉体作为原料，合成了竹节状的SiC纳米线，其开启电场为10．1W／am，具有优异的场发射电子效果。1．2．2SiC一维纳米材料的制备方法El前，SiC一维纳米材料的制备方法有很多，本文按照制备SiC一维纳米材料时碳源所处的状态，