大面积SiC纳米线网的合成及形成机理研究

Key Words:SiC纳米线网;;合成;;形成机理

Abstract:Si C纳米线或纳米棒所具有的高强度和高硬度加之其大的长径比,使其成为陶瓷基复合材料、金属基复合材料及聚合物基复合材料的非常有效的增强相。可以想象如果用Si C纳米线网作为复合材料的增强相,由于纳米线网中的纳米线彼此连接成为一体,将具有更好的增强增韧效果。本文报道了利用气相化学反应法,在相对低的温度下,于自制石墨反应室中首次成功地合成出新型二维半导体β–Si C纳米线网。该方法使用球磨及研磨混合后的Si和SiO_2混合粉体及C_3H_6气体为原材料,通过调整基片和原料混合粉在石墨反应室的摆放位置,和通入C_3H_6气体时间、保温时间及其它工艺参数,可获得二维半导体β–Si C纳米线网。场发射扫描电镜、能量损失谱、X-Ray衍射、高分辨透射电镜结果表明:纳米线彼此连接,形成二维纳米线网,并且纳米线的直径大约在20-70nm左右。非常值得注意的是绝大多数纳米线网的连接点,都是由三根纳米线交汇而构成的交叉点。纳米线是具有立方晶体结构的β–Si C,纳米线的生长方向是<111>方向并且存在大量面缺陷。最后对这种新型二维半Si C纳米线网的形成机理进行了研究。

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