基本信息
- 项目名称：
- 硅基纳米线的制备及其场发射特性研究
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 沿着“制备-表征-应用”的主线，进行了硅基 材料的纳米材料物理学方面的研究。
- 详细介绍：
- 通过金属锡的催化作用，利用化学气相沉积的 实验手段，采取一步高温反应，制备出了硅基纳米 线。 随后进行了包括扫描电子显微镜、透射电子显 微镜、拉曼光谱、X射线衍射谱等较为细致全面的表 征研究，证认了材料的纳米属性。 对于该种硅基材料场致电子发射特性的考察， 揭示了其独特的输运特性，显示出形貌成分的改 变，可以有效地对材料物性做出调控。 整体上，勾勒出了一幅从“材料的生长制 备”，到“物性的测量表征”，再到“器件的可能 应用”等纳米科学基本研究模式的图象。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 以新结构的合成为基础，以新物性的分析为手段，实现对于纳米尺度物质世界中客观规律的有效探索。贯穿始终的，是对于纳米材料制备、表征到应用的科学探讨。
科学性、先进性及独特之处
- 以低熔点金属催化剂为媒介，实现了硅基纳米线的大面积简单高效率生长。通过翔实的形貌结构分析揭示了硅纳米线生长的新机理。由此导致的样品形貌改良，对材料的电输运性质起到了有效的调制作用，并有助于电子场发射现象理论的深入理解。
应用价值和现实意义
- 提供了新型的硅纳米线状结构，进一步拓展了相关产业深入发展的可能性。该种材料独到的电子场发射性质，可望导致新的应用；测量中所得的关于实际场发射现象的一般规律，对于相关器件的开发具有借鉴意义。
学术论文摘要
- 以锡为催化剂，通过“气-液-固”机制和“氧化物辅助”机制两种生长模式的结合，实现了硅基纳米线的合成。材料的纳米尺度物理属性通过一系列形貌结构表征手段得以证实。样品独特的场发射特性为进一步应用提供了可能。
获奖情况
- 本研究涉及的部分内容已发表在美国化学学会（The American Chemical Society, ACS）所属期刊《物理化学》（The Journal of Physical Chemistry C）上，参见DOI: 10.1021/jp810543f (online, 30 March 2009)。
鉴定结果
- 情况属实
参考文献
- 1.可在ACS, John Wiley, RSC, SCI等专业数据库中检索Silicon Nanowires, Field Emission等系列关键词。 2.参见作品的参考文献目录。
同类课题研究水平概述
- 在纳米材料的生长制备、形貌表征以及物性分析方面，以本文为例，在实验设计的指导思想水品上，乃至具体仪器设备的质量上，国内研究均可与国际同类课题接轨，得到了国际同行的认可。 现阶段，材料制备与表征的手段日益成熟，理论不断完善，人们已经注意将目光投向纳米材料的器件化、产业化。本文所涉及的相关研究正为日后工作的进一步开展奠定了理论与实践上的基础。
