SiC纳米阵列的制作方法_2

文档序号:9412099阅读:来源:国知局
阵列中纳米纤维取向性好分布均匀的优点,同时可以实现对SiC纳米阵列分布密度和尺寸大小的有效调控。
【附图说明】
[0030]图1为本发明实施例一所制得的SiC纳米阵列的低倍扫描电镜(SEM)图;
[0031]图2为本发明实施例一所制得的SiC纳米阵列的高倍扫描电镜(SEM)图;
[0032]图3为本发明实施例一所制得的SiC纳米阵列的场发射电流密度与外加电场(J-E)关系曲线图;
[0033]图4为本发明实施例二所制得的SiC纳米阵列的低倍扫描电镜(SEM)图;
[0034]图5为本发明实施例二所制得的SiC纳米阵列的高倍扫描电镜(SEM)图;
[0035]图6为本发明实施例二所制得的SiC纳米阵列的场发射电流密度与外加电场(J-E)关系曲线图;
[0036]图7为本发明实施例三所制得的SiC纳米阵列的低倍扫描电镜(SEM)图;
[0037]图8为本发明实施例三所制得的SiC纳米阵列的高倍扫描电镜(SEM)图;
[0038]图9为本发明实施例三所制得的SiC纳米阵列的场发射电流密度与外加电场(J-E)关系曲线图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和【具体实施方式】,进一步阐明本发明,应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0040]有关纳米阵列的实施例
[0041]实施例1
[0042]本实施例中SiC纳米阵列,包括基体和形成于基体表面的纳米阵列,
[0043]纳米阵列为SiC纳米线排列,其中SiC纳米线中SiC晶型为C型或者H型或者R型;SiC纳米线为下粗上细的针状结构(SiC纳米线还可以为线状结构)
[0044]SiC纳米阵列中纳米线的阵列密度为(5.0-6.0) X 107根/cm 2(优选为(5.2-5.7) X 17根/cm2) ο
[0045]实施例2
[0046]本实施例中SiC纳米阵列,包括基体和形成于基体表面的纳米阵列,基体为SiC基体,其中SiC基体的晶格结构包括3C-SiC、2H-SiC、4H-SiC、6H-SiC、15R-SiC中的任一;
[0047]纳米阵列为SiC纳米线排列,其中SiC纳米线中SiC晶型为C型或者H型或者R型;SiC纳米线为下粗上细的针状结构(SiC纳米线还可以为线状结构)
[0048]SiC纳米阵列中纳米线的阵列密度为(5.0-6.0) X 17根/cm2。
[0049]实施例3
[0050]本实施例中SiC纳米阵列,包括基体和形成于基体表面的纳米阵列,基体为SiC基体,其中SiC基体的晶格结构包括3C-SiC、2H-SiC、4H-SiC、6H-SiC、15R-SiC中的任一;
[0051]纳米阵列为SiC纳米线排列,其中SiC纳米线中SiC晶型为C型或者H型或者R型;SiC纳米线为下粗上细的针状结构(SiC纳米线还可以为线状结构),SiC纳米线中SiC晶型为C型时SiC为3C-SiC ;SiC纳米线中SiC晶型为H型时SiC为2H-SiC、4H-SiC、6H_SiC中任一 ;SiC纳米线中SiC晶型为R型时SiC为15R-SiC ;
[0052]SiC纳米阵列中纳米线的阵列密度为(5.0-6.0) X 17根/cm2。
[0053]实施例4
[0054]本实施例中SiC纳米阵列,包括基体和形成于基体表面的纳米阵列,基体为SiC基体,其中SiC基体的晶格结构包括3C-SiC、2H-SiC、4H-SiC、6H-SiC、15R-SiC中的任一;
[0055]纳米阵列为SiC纳米线排列,其中SiC纳米线中SiC晶型为C型或者H型或者R型;SiC纳米线为下粗上细的针状结构(SiC纳米线还可以为线状结构),SiC纳米线中SiC晶型为C型时SiC为3C-SiC ;SiC纳米线中SiC晶型为H型时SiC为2H-SiC、4H-SiC、6H_SiC中任一 ;SiC纳米线中SiC晶型为R型时SiC为15R-SiC ;SiC纳米线的长度范围为2_15微米;
[0056]SiC纳米阵列中纳米线的阵列密度为(5.0-6.0) X 17根/cm2。
[0057]实施例5
[0058]本实施例中SiC纳米阵列,包括基体和形成于基体表面的纳米阵列,基体为SiC基体,其中SiC基体的晶格结构包括3C-SiC、2H-SiC、4H-SiC、6H-SiC、15R-SiC中的任一;
[0059]纳米阵列为SiC纳米线排列,其中SiC纳米线中SiC晶型为C型或者H型或者R型;SiC纳米线为下粗上细的针状结构(SiC纳米线还可以为线状结构),SiC纳米线中SiC晶型为C型时SiC为3C-SiC ;SiC纳米线中SiC晶型为H型时SiC为2H-SiC、4H-SiC、6H_SiC中任一 ;SiC纳米线中SiC晶型为R型时SiC为15R-SiC ;SiC纳米线的长度范围为2_15微米;,SiC纳米线的平均直径(以纳米线距基体表面1/3处直径计)范围为0.1-0.3微米;
[0060]SiC纳米阵列中纳米线的阵列密度为(5.0-6.0) X 17根/cm2。
[0061]以上实施例中,纳米阵列可以为SiC纳米线取向排列。
[0062]以上实施例中,纳米阵列可以为SiC纳米线取向均匀排列(这里均匀至纳米线在基体上相对均匀地排列,而非绝对意义的均匀)。
[0063]以下为纳米阵列的制备方法实施例的部分列举,以上列举的有关纳米阵列或其在本发明要求范围内适应性调整得到的纳米阵列的制备,均适用以下列举的纳米阵列的制备方法或其在本发明所要求范围内适应性调整得到制备方法进行制备。
[0064]实施例一
[0065]初始原料选取聚硅氮烷,在高纯Ar气氛保护下于260°C保温30min进行热交联固化。将固化得到的SiCN固体装入尼龙树脂球磨罐中,球磨粉碎成粉末,称取0.3g置于高纯石墨坩祸底部。裁取6H-SiC(0001)晶片10X10X0.5mm(长X宽X厚),依次采用丙酮、去离子水和乙醇超声清洗各lOmin,取出后置于空气环境中自然晾干。6H-SiC(0001)晶片在喷金喷碳仪中喷金50nm,将处理后的6H-SiC(0001)晶片嵌在C纸上置于高纯石墨坩祸中,覆盖金膜的面朝向粉末且距离?2cm,并放在石墨电阻气氛烧结炉中。气氛炉先抽真空至10 4pa,再充入N2/Ar = 5/95混合气,抽真空再充气反复3次以降低气氛炉内O2含量,直至第4次充气压力为一个大气压(?0.1Mpa),此后压力恒定。然后以25°C /min的速率从室温快速升温至1500°C。在1500°C下保温20min,然后随炉冷却。6H_SiC(0001)晶片上生长的SiC纳米阵列在不同放大倍率下的SEM如图1-2所示,表明所制备的6H-SiC纳米阵列分布均匀,取向一致,密度为?5.2X 17根/cm2。图3为所制备的SiC纳米阵列在室温下的场发射电流密度与外加电场关系曲线图,表明其开启电场为?1.79V/ μπι,阀值电场为2.69V/ μ mD
[0066]实施例二
[0067]初始原料选取聚硅氮烷,在高纯Ar气氛保护下于260°C保温30min进行热交联固化。将固化得到的SiCN固体装入尼龙树脂球磨罐中,球磨粉碎成粉末,称取0.3g置于高纯石墨坩祸底部。裁取6H-SiC(0001)晶片10X10X0.5mm(长X宽X厚),依次采用丙酮、去离子水和乙醇超声清洗各lOmin,取出后置于空气环境中自然晾干。6H-SiC(0001)晶片在喷金喷碳仪中喷金70nm,将处理后的6H-SiC(0001)晶片嵌在C纸上置于高纯石墨坩祸中,覆盖金膜的面朝向粉末且距离约2cm,并放在石墨电阻气氛烧结炉中。气氛炉先抽真空至10 4pa,再充入N2/Ar
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