ZnO/SiO_x纳米电缆的制备、结构和生长机理

【作者】 贺建； 黄运华； 顾有松； 张跃； 戴英； 纪箴； 展晓元； 周成；

【机构】 北京科技大学材料物理与化学系；

【摘要】 以混合锌粉和锡粉作为原料,在550℃通过热蒸发的方法在沉积有金膜的硅基片上制备出大量具有“核心-绝缘层”结构的ZnO/SiOx纳米电缆。TEM和EDS的研究确认其核心是具有六方纤锌矿结构的单品ZnO,其外层被厚约10纳米的非晶SiOx所包覆。纳米电缆的直径在30到60纳米之间,长度达到数个微米。和以往ZnO一维纳米结构的优势生长方向[0001],[0110]及[2110]不同,其ZnO芯纳米线沿[2021]方向生长,证明在生长过程中其核心受到了外层的制约,由此推断非品SiOx绝缘层与单晶ZnO芯同时生成,并非后期吸附形成。文中还提出相应的生长机理:首先,锡粉在制备过程中作为抑制剂,通过包覆作用达到控制锌粉蒸发速度的目的;其次,金膜作为催化剂,在金硅共熔反应的基础上使ZnO/SiOx纳米电缆在硅基片上实现外延生长。ZnO/SiOx纳米电缆可望在纳米尺度的电路、电器以及力学和光学信号的偶合和转换方面得到应用。更多还原