碳化硅单晶纳米丝和单晶片的溶剂热合成制备与生长机理研究

摘要

该论文丰富发展了SiC单晶材料的溶剂热合成新路线,在高压釜中制得了SiC单晶纳米丝和单晶片.单晶丝直径尺寸分布在10-100nm,最长可达30μ m;单晶片横向尺寸分布在0.2-6μm,呈现规则的单晶外形.根据反应现象和产物结构特征,提出SiC的单晶材料是以气-液-固(VLS)生长机制生长.金属K在制备过程中既起了还原剂作用,又起了溶剂的作用.金属K提供了材料生长的液相环境,其用量的不同直接的导致了生长基元的不同过饱和度,从而导致了SiC产物的丝状和片状的不同结构.丝状结构的枝杈生长和片状结构的层状生长,都是材料液相生长特性的反映,对其生长细节,展开了深入的讨论.同时关注了纳米丝和单晶片的择优取向生长特性,对其生长初始阶段的成核长大过程进行了合理的讨论,认为它们在成核后都趋向最密堆积面的生长,而导致了择优取向生长的现象.

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

§1.1碳化硅(SiC)简介

§1.1.1 SiC特性

§1.1.2 SiC结构

§1.1.3 SiC多型现象简介

§1.1.4 SiC制备工艺简介

§1.1.5 SiC材料的Raman光谱研究

§1.2溶剂热合成方法简介

参考文献

第二章SiC单晶材料的实验制备

§2.1实验思想

§2.2实验内容

§2.2.1试剂用量

§2.2.2实验步骤

§2.3产物表征与测试

参考文献

第三章SiC单晶纳米丝的表征

§3.1产物A的XRD分析

§3.2产物A的Raman分析

§3.3产物A的TEM分析

§3.3.1形貌观察

§3.3.2产物A的选区电子衍射(SAED)分析

§3.3.3产物A高分辨透射电镜(HRTEM)分析

§3.4 SiC纳米晶丝的结构特点

§3.4.1缺陷结构的生长特征

§3.4.2单晶丝的枝晶生长结构

§3.5小结

参考文献

第四章SiC单晶片的表征

§4.1产物B的XRD分析

§4.2产物的Raman分析

§4.3产物的SEM分析

§4.4产物B的TEM分析

§4.4.1形貌观察

§4.4.2产物B的选区电子衍射(SAED)分析

§4.4.3产物B的高分辨透射电镜(HRTEM)分析

§4.5根据SAED进行晶型与单晶面确定

§4.6小结

参考文献

第五章SiC单晶材料的VLS生长机制研究

§5.1 VLS生长机制介绍

§5.2 SiC材料的VLS生长

§5.3过饱和度对SiC材料形态的控制生长

§5.4 SiC单晶丝的生长过程分析

§5.5 SiC单晶片的生长过程研究

§5.6小结

参考文献

附录：硕士期间完成的论文

致谢