1、碳化硅(SiC)納米晶須不僅維持SiC塊體材料的寬帶隙、高臨界擊穿電場、高熱導率、高載流子遷移率等特點，還由于小尺寸和低維效應，在光、電、熱、磁及機械性能等方面展現(xiàn)奇特性質，在光電子材料、復合材料、傳感器、催化劑等方面有潛在重要應用。具有有序陣列結構的SiC納米晶須還可能成為新一代高分辨的顯示材料和發(fā)光材料。對有陣列結構的一維SiC納米晶須的制備、性能、生長機理及應用進行系統(tǒng)研究不論在科研還是實際應用方面都具有重要的意義。 與大

2、量文獻報道的制備方法相比，本文采用相對簡便和成本低廉的熱蒸發(fā)技術，采用不同的碳源和硅源在碳纖維和石墨基板上沉積生長了β-SiC(3C-SiC)納米晶須及其陣列。應用X射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡和能譜儀等測試手段研究了SiC納米晶須的相組成、形貌和結構；應用拉曼光譜、光致發(fā)光光譜和場致電子發(fā)射等分析方法研究了SiC納米線的光學和電學性能。在上述基礎上，提出了熱蒸發(fā)法生長SiC納米晶須的反應機理，探索了SiC納米晶須的微觀結構與性能的關系

3、。論文得到了一系列重要結論，取得了一些創(chuàng)新性成果，為SiC納米晶須在納米器件領域的實際應用打下了的基礎。 研究結果表明，碳源及真空度的不同對SiC納米晶須的形貌及陣列結構有重大影響：碳纖維基體上制得的SiC晶須具有針尖狀的頭部形貌，呈試管刷狀陣列結構，而石墨片上合成的SiC晶須為取向不規(guī)則草坪狀陣列，呈六棱柱狀形貌；碳纖維上合成SiC晶須對真空度的要求較高，只在低真空下能制得大量產(chǎn)物，而石墨片上則在高和低真空下均能合成大量SiC

4、晶須。在熔體熔化的前提下，生長溫度對實驗結果影響不大，溫度的不同對晶須生長的快慢有所影響，進而體現(xiàn)在所制得的晶須的長短上有所不同?；诜磻煌A段所得到的SiC晶須的不同形貌，并結合其他實驗現(xiàn)象分析了針尖狀SiC納米晶須的生長機理；基于六方棱柱狀SiC納米品須內部的周期性{111}孿晶結構，論文首次提出了孿晶納米線的生長機理。 論文對以上兩種碳源基體上制得的SiC納米晶須進行室溫下的光致發(fā)光(PL)和拉曼光譜實驗。拉曼光譜分析表

5、明SiC納米晶須的拉曼曼峰位有向低波數(shù)偏移的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是由于其晶須內存在的堆垛層錯所造成。光致發(fā)光譜顯示，SiC納米晶須的發(fā)光峰位較之β-SiC體單晶有明顯的藍移。SiC納米晶須中堆垛層錯導致的孿晶超晶格結構的量子限域效應是引起藍移及發(fā)光峰分裂的主要原因。石墨片基底上獲得的草坪狀SiC納米晶須陣列的場致電子發(fā)射實驗表明SiC納米線具有良好的電子發(fā)射性能、高的亮度和低的開啟電壓，其場發(fā)射開啟電壓是2.1V/μm。 本文還以鈷硅