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纳米科技包含纳米材料,纳米器件,纳米尺度的检测和表征三个主要方面。其中,纳米材料是纳米科技的基础,由此才可以进一步构建纳米器件及纳米集成电路。实现纳米材料的可控制备,进一步调控纳米材料的形貌结构对优化其物理化学性质进而开阔其应用前景具有重要的意义。 本论文采用化学气相沉积的方法成功的制备了单晶硼纳米线并研究了其场发射性质。使用一种简单的模板法实现了硼纳米线的图案化生长,对其生长密度进行了调控,提高了硼纳米线的场发射性质;在制备的大面积单晶硼纳米线表面修饰石墨烯,提高了场发射性能。采用射频等离子体化学气相沉积的方法,以导电玻璃(ITO)为基底,在低温下制备得到大面积少数几层垂直站立石墨烯。具体而言: 1、对低维纳米材料的特性、制备方法、应用前景、低维纳米材料场发射性质的研究及低维纳米材料的化学气相沉积生长机制进行了综述。 2、采用化学气相沉积的方法,利用Mo网做模板制备出了大面积的不同单元尺寸的图案化硼纳米线。制备的硼纳米线的平均直径是20nm,长度在10-20μm之间。硼纳米线是单晶β四方硼结构。不同单元尺寸的图案化硼纳米线薄膜的场发射测量表明场发射的开启电压和阈值电压随着单元尺寸的增加而减小。 3、采用化学气相沉积的方法,将B粉,B2O3粉,C粉混合均匀作为反应前躯体制备了大面积的硼纳米线。然后使用微波等离子体增强化学气相沉积的方法,在CH4和H2的气氛下,制备得到了石墨烯修饰的硼纳米线样品。场发射的测量表明石墨烯修饰之前硼纳米线的开启电场是7.5V/μm,石墨烯修饰之后硼纳米线的开启电场是6.4V/μm,石墨烯修饰降低了场发射的开启电压,提高了硼纳米线的场发射性能。 4、采用射频等离子体化学气相沉积的方法,以导电玻璃(ITO)为基底,在低温下制备得到大面积少数几层垂直站立石墨烯。在500℃和600℃温度下制备垂直站立石墨烯的开启电场分别为7.6V/μm和5.0V/μm,并且具有良好的场发射稳定性,表明所制备的垂直站立于导电玻璃上的少数几层的石墨烯是一个潜在的场发射冷阴极材料。