《碳化矽納米線熱氧化的實驗和理論研究》是依託中山大學，由王成新擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：碳化矽納米線熱氧化的實驗和理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王成新
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
由於SiC的本徵氧化層和Si相同均為SiO2，這意味著大多數Si器件特別是MOS器件都能夠在SiC上製造出來。由此可見，一維碳化矽納米線的熱氧化的實驗數據的獲得及其動力學過程的理解是碳化矽基一維光電子器件的最基本的科學問題之一。因此本項目圍繞SiC納米線熱氧化實驗和理論開展以下研究：（1）我們擬採用熱蒸發的方法合成具有可控尺度（半徑）的SiC納米線；（2）分別對不同半徑SiC納米線在不同的氧化溫度下開展半原位高溫氧化實驗，利用TEM對同一根納米線在不同氧化時間下氧化層厚度的測量，來觀察氧化溫度、納米線尺度，熱記憶效應和催化劑等對其氧化行為的影響，並且通過與SiC膜的一維氧化結果進行對比，找出SiC納米線二維氧化的一般規律；（3）基於我們先前的矽熱氧化的擴散模型和SiC氧化的實驗結果，建立相應的SiC納米線氧化的動力學模型，定量的描述我們的實驗結果，從理論上揭示SiC納米線熱氧化的物理本源.
結題摘要
碳化矽（SiC）作為一種重要的第三代寬頻隙半導體材料，由於其優異的物理、化學特性在各種短波長大功率的電子器件中具有最重要的套用前景，其一維納米結構已經被認為是下一代高性能光電微納器件的構造單元之一，開展一維SiC納米結構的可控設計以及相關性能研究已成為其進一步發展的關鍵所在。基於以上認識，本項目中我們首先以一維SiC基納米結構作為研究對象，在實驗上製備出了各種一維氧化鋁/SiC複合納米結構，並且我們發現一維SiC-Al2O3固溶體納米線具有室溫條件下玻璃態的鐵磁行為，並進一步通過密度泛函理論對該結構的摻雜構型開展研究。在此基礎上，進一步擴展了研究內容，如基於當前的實驗現象，我們開展一維納米線生長動力學研究，從理論上首次提出了一維納米線VSS生長的物理本源；首次合成製備出了柔性自支撐矽納米紙，開闢了傳統矽材料在柔性領域套用的新思路；開展了各種一維新型隙陶瓷材料的設計研究，利用納米功能化的手段來實現傳統陶瓷材料在光電特性領域的套用；開展了柔性石墨烯基器件的設計研究，首次製備出了新型透明自支撐的石墨烯紙，並進一步開展了相關的電化學儲能特性研究。這些工作為今後一維納米結構在各種光、電、磁等器件中的套用提供了數據支持。
