[发明专利]一种大宽厚比B掺杂SiC纳米带及其制备方法

说明书

本发明涉及一种大宽厚比B掺杂SiC纳米带及其制备方法，属于材料制备技术领域。本发明的B掺杂SiC纳米带的宽度为1～4μm，厚度为80～90nm，B的掺杂量为6.5～7.5at.％，为单晶结构，相成份为3C‑SiC。本发明制得的纳米带具有大的宽厚比，表面光滑，结晶性良好，丰富了SiC纳米结构掺杂原子种类，有利于SiC纳米结构的功能化应用。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种大宽厚比B掺杂SiC纳米带及其制备方法。

背景技术

SiC是继第一代(Si)和第二代(GaAs)半导体材料之后发展起来的第三代半导体材料，其低维纳米材料具有独特的形貌和结构，及宽带隙、高电子迁移率、高热导率、小介电常数和较好的机械性能等优异的物理化学性能。基于上述独特性能，SiC低维纳米材料特别适用于高温、高频、大功率和高辐射等苛刻的工作环境和制备高性能复合材料、高强度小尺寸复合材料构件、发光、场效应晶体管以及力电转换等光电、力电传感器。

通过对半导体纳米结构进行原子掺杂已经被证实是一种改善其性能的有效途径。掺杂后，半导体纳米材料的固有属性如光学、电学及磁学等性能有显著变化，对其功能化应用具有重要意义。目前，人们对SiC低维纳米结构原子掺杂的研究已取得一定进展，P、Al、N、B等不同原子掺杂的SiC低维纳米结构已有报道。研究表明，Al元素使SiC纳米线的光致发光谱发生蓝移，N元素的加入促使SiC纳米线场发射阴极的开启电场降低，B元素能够改变本证SiC的迁移率。这些研究证实，SiC低维纳米结构经原子掺杂后性能发生明显变化，具有广泛的应用前景。中国专利申请CN106219548A公开了一种B掺杂SiC纳米线的制备方法，通过热解聚硅氮烷和B₂O₃实现了SiC纳米线中B的掺杂，获得的B掺杂SiC纳米线表面具有大量尖锐的棱边和棱角。中国专利申请CN106006539A公开了一种B掺杂SiC纳米线大应变系数高灵敏压力传感器，将制得的B掺杂SiC纳米线负载于Si片上，获得一种高灵敏压力传感器，应变系数为-53.0～-620.5。上述两篇专利申请均是集中于B掺杂SiC纳米线的研究，不涉及SiC纳米线的掺杂。目前对于SiC纳米带的掺杂制备多集中于Li、Al元素的掺杂，未见有B掺杂SiC纳米带的结构调控和制备的报道，对于如何获得具有大宽厚比的高质量SiC纳米带及其独特性能有待研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种一种大宽厚比B掺杂SiC纳米带，该纳米带具有大的宽厚比，表面光滑，结晶性良好，丰富了SiC纳米结构掺杂原子种类，有利于SiC纳米结构的功能化应用。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种大宽厚比B掺杂SiC纳米带，包括，其特征在于，所述B掺杂SiC纳米带的宽度为1～4μm，厚度为80～90nm。

本发明中的B掺杂SiC纳米带具有较大的宽厚比，在形貌上与纳米线、纳米针、纳米颗粒等有明显差别，形貌上的巨大差别决定了该纳米带在性能上也与其它SiC纳米材料有显著区别。

作为优选，所述B掺杂SiC纳米带中B的掺杂量为6.5～7.5at.％。

作为优选，所述B掺杂SiC纳米带为单晶结构，相成份为3C-SiC。

作为优选，所述B掺杂SiC纳米带沿方向生长，具有(111)表面。

本发明的另一目的在于提供一种上述大宽厚比B掺杂SiC纳米带的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将有机前驱体进行预处理后，与B₂O₃粉末混匀，将混匀后的物料与碳纸衬底一起置于气氛烧结炉中，先经程序升温再经程序降温，即制得B掺杂SiC纳米带。

SiC纳米线的生长与温度有直接的关系，本申请中程序升温和程序降温能够有效实现SiC纳米结构的精细调控，使制备的B掺杂SiC带具有高质量的表面和高的结晶性。