SiC纳米阵列有机前驱体热解场发射论文.docVIP

SiC纳米阵列生长与控制及其场发射特性 【摘要】 SiC低维纳米材料是场发射阴极材料的优异候选者,其重要关键和基础之一是实现SiC纳米阵列的可控制备。近年来,有关SiC低维纳米材料的研究进展迅速,然而在材料制备、性能研发上尚有大量基础性的研究工作急需系统研究。本论文以具有优异性能的场发射阴极材料研发为导向,拟采用SiC单晶基片辅助有机前驱体热解工艺,期望通过对SiC纳米阵列制备中两个关键工艺参数即基片和催化剂的探索和优化,实现SiC纳米阵列的可控制备,并系统表征和分析SiC纳米阵列的电子发射特性。本论文具体工作如下：以C纸为衬底,通过有机前驱体热解工艺,合成了3C-SiC针状单晶纳米线,长度可达几十μm,直径约几百nm,生长方向为[111]。室温～500℃场发射性能检测表明,SiC纳米线的开启电场为0.66-1.30 V/μm,其电子发射遵循传统的F-N理论。通过优化选择基片,可以实现对SiC纳米阵列生长的控制：不同外露晶面指数的SiC单晶片对SiC纳米阵列的生长具有显著的影响；通过热腐蚀处理SiC单晶片,能够有效地提高SiC纳米阵列的密度(提高至少20倍)和阵列面积(密度为2.4×107个/mm2的SiC阵列线的面积可达4 mm2)...?更多还原 【Abstract】 SiC low dimensional nanomaterials have been considered as one of the most promising candidates to be used as field emission (FE) cathodes. The key point is to realize the controlled fabrication of SiC nanoarrays. During the past decades, many efforts have been devoted to the investigation of SiC low-dimensional nanostrutures. However, for the application of SiC nanostructures, a systematically study is still highly required for the foundamental exploration related to the synthesis and properties...?更多还原 【关键词】 SiC； 纳米阵列； 有机前驱体； 热解； 场发射； 【Key words】 silicon carbide； nanoarrays； polymeric precursors； pyrolysis； field emission； 摘要 3-5 ABSTRACT 5-7 第一章 绪论 11-23 1.1 选题背景及意义 11 1.2 纳米材料的提出与发展 11-13 1.3 纳米材料的特性 13-15 1.3.1 量子尺寸效应 13 1.3.2 表面效应 13-14 1.3.3 宏观量子隧道效应 14 1.3.4 小尺寸效应 14-15 1.3.5 库伦阻塞效应 15 1.4 SiC低维纳米材料的研究进展 15-23 1.4.1 SiC低维纳米材料的研究概况 15-16 1.4.2 SiC低维纳米材料的制备方法 16-19 1.4.3 SiC低维纳米材料场发射性能 19-23 第二章 主要研究内容、实验方案及分析方法 23-29 2.1 主要研究内容和意义 23-24 2.1.1 SiC纳米线的生长及其场发射性能研究 23-24 2.1.2 基片对SiC纳米阵列生长的影响 24 2.1.3 催化剂对SiC纳米阵列生长的影响 24 2.1.4 SiC纳米阵列场发射性能研究 24 2.2 实验方案 24-25 2.3 主要实验原料、设备和分析方法 25-29 2.3.1 实验原料 25 2.3.2 实验设备 25-26 2.3.3 实验分析和表征方法 26-29 第三章 SiC纳米针制备、表征及其场发射特性 29-39 3.1 前言 29-30 3.2 实验方案 30 3.3 实验结果和讨论 30-37 3.3.1 SiC纳米针制备和表征 30-33