[發明專利]固-液-固相法制備硅納米線

無效

• 申請號: 200910027109.3
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101891198A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 熊長宏
• 申請（專利權）人: 熊長宏
• 主分類號: C01B33/021
• 分類號: C01B33/021;B82B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種硅納米線的固-液-固相制備方法，其特征在于是首先在Si襯底沉積一層金屬催化劑；其次，在一定溫度下，不引人含Si源氣體，直接使襯底中的Si和金屬形成共晶液滴；接著，襯底中的Si將通過“固-液”界面而溶解到合金液滴中；最后，由于液滴中Si過飽和，Si將再一次通過“固-液”界面在頂端析出并形成Si納米線。

2.如權利要求1所述的方法，其特征是以重摻雜的n-Si(111)晶片作為襯底，在其上熱沉積40nm的Ni層.然后將其置于石英管中，在溫度為950℃和Ar及H₂保護下加熱，冷卻至室溫后在襯底表面形成了一層灰色沉積物。SEM的觀測表明，該產物為高定向的無定形Si納米線，長度和直徑較均勻，分別為1μm和25nm。由于Si襯底被沉積的Ni層所覆蓋，在制備過程中Si氣相可忽略不計，因此可以認為Si源來自于Si襯底。Si₂Ni的共熔點為993℃，然而由于小尺寸顆粒效應，Si₂Ni在993℃以下即可形成。因此，沉積后的Ni薄膜與Si襯底在930℃時發生反應形成了Si₂Ni共熔液滴.因為Si原子在Si₂Ni液相中的溶解度相對較高，則有更多的Si原子通過“固-液”界面而溶解到Si₂Ni液相中，當溶解到Ni中的Si達到過飽和狀態時，則形成了另一個“固-液”界面，從而導致了Si納米線的生長。

3.如權利要求1所述的方法，其特征是將物質的量比為1∶l的SiO₂和C粉末混合，利用陰極弧等離子體方法制備出Si納米顆粒，然后把Si納米顆粒溶入到含有Fe(NO₃)₃的酒精溶液中，并使其蒸發濃縮，繼而使干燥的樣品在H₂保護下，于980℃下煅燒制備了Si納米線。