CrSi2纳米结构的可控合成及其场发射性能

摘要

硅化物与硅加工工艺有良好的兼容性,其纳米结构近年来日益受到重视。文献己发展了多种制备硅化物-维纳米结构的方法和技术,成功制备了多种金属硅化物的纳米线及纳米管。硅化铬具有低电阻率、高熔点(1750℃)、高的机械强度、良好的抗氧化性(高温时表面会形成一层保护性的致密氧化层)和低功函等特性(CrSi2的功函数只有3.9eV),具有潜在的场发射应用前景。rn 近年来,我们实验室发展了一条简单实用的原位氯化物转移新技术路线,以此路线成功合成了一系列新型铬基化合物纳米结构(包括CrN纳米线、CrSi2纳米线和氮化硅包裹的铬基化合物纳米电缆)及AlN、FiSi2等纳米结构。该方法克服或避免了直接采用金属氯化物所必须面对的高腐蚀性、强毒性、易潮解、操作过程复杂、成本高等诸多弱点。我们采用原位氯化物转移法,通过调控反应温度等实验条件,可控制备出了CrSi2的纳米线、纳米带和纳米扇等纳米结构,其中纳米带和纳米扇是新颖的硅化铬纳米结构,产物形貌均一,纯度高。场发射性能测试结果表明,这三种结构均具有较低的开启电压(CrSi2纳米线为3.6V/μm),是一种性能优良的场发射材料。