碳化硅和稀土摻雜碳化硅納米結(jié)構(gòu)的制備及其性能研究.pdf

1、自從CNTs的成功合成以來，一維納米材料的研究引起了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。碳化硅(SiC)，由于獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能，受到了人們的強(qiáng)烈關(guān)注，成為一個(gè)十分活躍的課題。
　　 本論文以制備SiC和稀土摻雜SiC光電納米材料以及探索SiC納米結(jié)構(gòu)的選擇區(qū)域生長為研究目標(biāo)，主要取得了以下幾方面的研究成果：
　　 (1)采用電紡絲法結(jié)合射頻濺射技術(shù)制備了SiC納米管。納米管表面光滑，形狀完整，管壁厚度可調(diào)，且上下壁厚均勻，沒

2、有雜質(zhì)。納米管材料比薄膜材料在發(fā)光性能上提高了一個(gè)數(shù)量級，且納米管材料的場發(fā)射性能良好。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了稀土鋱(Tb)摻雜的SiC納米管材料的光致發(fā)光性能，當(dāng)對樣品在900。C下進(jìn)行碳熱處理后，發(fā)光性能極大增強(qiáng)，可以歸因于碳熱處理使得樣品中的氧成分降低和樣品表面的捕獲態(tài)減少。
　　 (2)采用電紡絲技術(shù)結(jié)合碳熱還原方法制備了SiC納米纖維，樣品在440nm(2.81eV)有較強(qiáng)的藍(lán)光發(fā)射。在此基礎(chǔ)上，仔細(xì)研究了Tb摻雜S

3、iC纖維的PL性能和能量傳遞機(jī)制。1300℃退火的摻雜樣品具有荊棘狀的形貌，且有較強(qiáng)的綠光發(fā)射。參考擴(kuò)展量子限制-發(fā)光中心模型，提出了一種激發(fā)模型來解釋我們樣品中的激發(fā)能量躍遷。大多數(shù)激發(fā)能量來自于SiO2表面層、Tb納米團(tuán)簇以及Si02層與SiC芯之間的近界面區(qū)域的光吸收。
　　 (3)采用電紡絲法結(jié)合碳熱處理工藝制備的SiC納米等級結(jié)構(gòu)具有不錯的PL和優(yōu)異的場發(fā)射性能。SiC納米棒的生長機(jī)制是VLS機(jī)制。SiC納米棒的VLS