论文部分内容阅读
本文采用化学气相沉积工艺,在经表面活性剂和硝酸镍的混合溶液处理过的硅衬底上制备出了几种二氧化锡的低维微观结构产物。利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、透射电镜、X射线能量色散能谱、选区电子衍射等手段对这些微观结构进行表征,并讨论了其生长机理。
1.选用二氧化锡与活性碳的混合粉末作为反应物,成功地制备了四方金红石结构的SnO2纳米线,其生长遵循气-液-固过程。采用单因素法系统研究了各实验参数对样品形貌的影响,在此基础上得出了纳米线生长的最佳工艺条件:反应温度为1200℃、反应时间为4h、载气(Ar)流量为0.15L/min、催化剂浓度为3.5×10-3g/ml(表面活性剂与硝酸镍质量比为1∶50)、衬底温度约为700℃左右。通过改变表面活性剂的用量,制得了相互平行(或垂直)、排列有序的纳米线。为研究纳米线的有效控制生长提供了新的思路。
2.通过热蒸发二氧化锡与活性碳的混合粉末,制备出了二氧化锡微米塔、与块体相连的管-芯复合结构等新颖的微米结构,经分析发现管-芯结构是由一层非晶态的碳管包覆在结晶良好的纳米线(或直径稍粗的微米线)表面而构成。同样采用单因素法系统讨论了各工艺条件对样品形貌的影响,认为表面活性剂对这些微观结构的形成可能起重要的作用,在此基础上初步探索了微米塔、与块体相连的管-芯复合结构产物的最佳工艺条件:选择Ar作为载气,反应温度为1200℃、反应时间4h、载气流量0.18L/min、催化剂浓度3.5×10-3g/ml(表面活性剂与硝酸镍质量比为1∶10)、衬底温度:微米塔为950~1100℃;管-芯复合结构为800~900℃。最后总结提出了几种典型微米结构可能的生长模型。这种原位直接生长复合结构方法在纳米材料复合结构制各中具有重要的意义,将为管芯复合纳米电子材料的制备提供一条新的路径。