导　　师： 赵彦明

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 由于低的功函数、高温下低的挥发性、高的导电性、高的化学稳定性和高的机械强度,稀土六硼化物（RB6）成为最好的电子发射材料。近年来,RB6由于其独特的性质引起了人们的关注,如超导性、半导体性、价态变化以及拓扑绝缘体。最近,一维纳米线系统由于具有比块体材料新奇的结构和电子性质,引起了更多的研究。本论文的主要工作是利用化学气相沉积法和高压固相法合成了一系列稀土六硼化物一维纳米材料,并对其成分、形貌和结构进行了详细表征,讨论了纳米材料的生长机理,并将纳米线做成器件测试了电子输运性能。通过简单的流量控制的常压自催化CVD方法,采用钕（Nd）粉和三氯化硼（BCl3）气体为前驱体,在H2/Ar混合气氛下1000℃成功合成出NdB6纳米锥。并且通过比较不同反应温度、不同催化剂和不同保温时间,对纳米结构形貌的变化做了系统的研究。最后对纳米锥的生长机理进行讨论,结果是硼浓度的减小是形成纳米锥形貌的重要因素。通过控制反应温度,首次在1000℃成功合成出大量NdB6纳米管。纳米管长数微米,直径60-80 nm,壁厚10-15 nm。并对不同温度下合成的纳米锥、纳米带和纳米管进行结构表征。最后讨论了这三种不同纳米形貌的生长机理,分别是伴随VS的自催化机理、液滴导致的自催化机理和扩散限制的自催化机理。我们以镧（La）、镨（Pr）的混合粉末和BCl3气体作为反应物,采用控制气流的自催化CVD方法在1050℃成功制备了大量LaxPr1-xB6纳米锥。不同掺杂比例得到的晶体的晶格常数和掺杂比例符合维加德定律。SEM显示纳米锥长2-10μm,根部直径约50-300 nm,顶端直径约10-80 nm,顶端没有催化剂颗粒存在。TEM表明纳米锥是沿[110]方向生长的单晶纳米锥。在拉曼光谱的测试中,我们首次发现了三元稀土六硼化物的T1u模式分裂现象,且不同掺杂比例�

关 键 词： 稀土六硼化物 纳米锥 纳米线 六硼化钐 拓扑绝缘体 电子输运

领　　域： []