碳化硅纳米线的制备与性能研究进展

《2H-SiC纳米线的光电性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，半导体纳米线因其独特的光电性能而受到广泛关注。

在众多半导体材料中，2H-SiC因其卓越的物理化学性质，在光电领域表现出独特的优势。

本篇论文将着重探讨2H-SiC纳米线的光电性能，包括其光学特性、电学性能及其在光电器件中的应用。

二、2H-SiC纳米线的制备与结构特性2.1 制备方法2H-SiC纳米线通常采用化学气相沉积、物理气相传输等方法制备。

其中，化学气相沉积法具有工艺简单、生长速度快等优点，成为制备2H-SiC纳米线的主要方法。

2.2 结构特性2H-SiC纳米线具有高结晶度、高纯度等特点，其结构为六方晶系，具有优异的热稳定性和化学稳定性。

此外，其独特的纳米尺度结构使其具有较高的比表面积和优异的电子传输性能。

三、光学特性研究3.1 吸收光谱通过测量2H-SiC纳米线的吸收光谱，我们发现其在可见光和近红外光区域具有较高的光吸收能力。

此外，其光吸收边缘随纳米线尺寸的减小而发生蓝移现象，表明其具有量子限域效应。

3.2 光致发光在光激发下，2H-SiC纳米线表现出明显的光致发光现象。

其发光峰位于紫外-蓝光区域，具有较高的发光强度和较好的稳定性。

此外，其发光机制可能与缺陷能级、表面态等有关。

四、电学性能研究4.1 电导率2H-SiC纳米线具有较高的电导率，其导电性能受温度、掺杂等因素影响。

在高温和高掺杂条件下，其电导率得到进一步提高。

此外，其电子传输性能优异，有利于提高光电器件的性能。

4.2 场效应晶体管性能将2H-SiC纳米线应用于场效应晶体管中，发现其具有较低的阈值电压、较高的跨导和良好的开关比。

这些特点使其在高性能光电器件中具有潜在的应用价值。

五、光电器件应用5.1 光伏器件利用2H-SiC纳米线的优异光电性能，可制备高效的光伏器件。

例如，将其应用于太阳能电池中，可提高电池的光吸收能力和光电转换效率。

此外，其稳定的化学性质和良好的热稳定性使光伏器件具有较长的使用寿命。

硅纳米线材料的制备及其性能研究硅纳米线是一种极小尺度的材料，具有很多独特的性质。

例如，它们具有高比表面积，优良的电子输运性能和光电转换性能等。

这些特性使得硅纳米线有广泛的应用前景，包括太阳能电池、传感器和电子器件等。

本文将就硅纳米线的制备方法及其性能研究进行分析和探讨。

一、硅纳米线的制备方法硅纳米线的制备方法有多种，其中最常见的两种是气相和液相生长法。

对于气相生长法，该方法通常使用金属催化剂在高温下制备硅纳米线。

这种方法的优点是可以制备出高质量的硅纳米线并且可以进行大规模生产。

但是，随着硅纳米线的批量增加，在金属催化剂残留的情况下，硅纳米线使用的可行性也在下降。

此外，气相法还需要复杂的实验设备和条件。

另一种常见方法是液相法，其中硅源和氧化还原光化学剂在有机溶液中使用。

反应条件相对温和，可制备出高品质和大规模的硅纳米线。

因此，液相法是更好的方法，其中最常用的方法之一是在水中使用硅源和还原剂。

但是，生长方法通常涉及到多个参数，如反应时间，反应温度和反应条件等，需要不断调整和优化。

二、硅纳米线的性能研究硅纳米线有很多特殊的性质，其中一些是由它们的形态和尺寸所决定的。

例如，硅纳米线具有高比表面积和表面反应率，这意味着它们可以用来作为传感器或催化剂等。

在太阳能电池方面，硅纳米线的有效面积比传统的硅基太阳能电池更大。

这种变化可以提高电池的能量转换效率。

此外，硅纳米线还具有优异的电子输运性能。

它们的导电特性依赖于其尺寸和形状以及其表面上的化学官能团。

在该领域进行的许多研究已经证明了硅纳米线的导电性能。

例如，在电子场中测量硅纳米线的电流-电压关系表明它们具有优异的电子输运特性。

这些成果可以使硅纳米线应用于电子器件中的大量应用性能。

在硅纳米线的光电转换方面，研究表明硅纳米线具有卓越的性能。

这些性能包括较高的光吸收和电荷分离效率。

硅纳米线的特殊形态和尺寸可以增加光吸收，而高电荷分离效率则有助于提高太阳能电池的效率。

不同形貌SiC纳米线的制备及微波吸纳性能探究摘要：随着微波技术的广泛应用，对微波吸纳材料的需求逐渐增加。

SiC纳米线由于其奇特的形貌和优异的电磁性能被广泛探究。

本文综述了不同形貌SiC纳米线的制备方法，并对其微波吸纳性能进行了探究和评估。

引言微波吸纳材料在电子设备、通信系统、雷达系统等领域起着重要作用。

随着科学技术的不息进步，对微波吸纳材料的性能要求不息提高。

SiC纳米线作为一种具有优秀电磁性能的材料，受到了广泛的关注。

本文将对不同形貌SiC纳米线的制备方法进行综述，并探究其微波吸纳性能。

制备方法制备SiC纳米线可以通过多种方法实现，如热蒸发、溶胶-凝胶法、碳热还原法等。

其中，碳热还原法是一种常用的制备方法，通过将硅源与碳源在高温下反应得到SiC纳米线。

此外，溶胶-凝胶法也是一种常用的制备方法，通过在溶胶体系中加入硅源和碳源，再经过热处理得到SiC纳米线。

这些制备方法都可以得到具有不同形貌的SiC纳米线，如直线型、扭曲型、棒状型等。

微波吸纳性能SiC纳米线具有优异的微波吸纳性能，其主要与其形貌和电磁特性有关。

探究表明，直线型SiC纳米线的微波吸纳性能较差，而具有复杂形貌的SiC纳米线能够呈现出较好的吸波效果。

这是因为复杂形貌的SiC纳米线能够提供更多的界面和多级散射路径，从而增加微波的散射和吸纳。

此外，通过改变SiC纳米线的形貌还可以调控其吸波频率和吸波强度。

探究发现，SiC纳米线的吸波频率在GHz范围内，吸波强度可以达到-20dB以上。

SiC纳米线的微波吸纳性能还可以通过其他方法进行增强。

例如，在制备SiC纳米线的过程中加入掺杂剂，如碳、氮等，可以调控SiC纳米线的导电性和磁导率，从而提高其微波吸纳性能。

此外，通过控制SiC纳米线的尺寸和密度，也可以改善其微波吸纳性能。

探究发现，SiC纳米线的尺寸越小，其微波吸纳性能越好。

结论SiC纳米线因其奇特的形貌和优异的电磁性能被广泛探究。

通过不同形貌SiC纳米线的制备方法可以得到具有不同微波吸纳性能的材料。

国内外碳化硅的研究和发展碳化硅（Silicon Carbide, SiC）是一种具有广泛应用前景的先进材料，在电子、光电、能源和化工等多个领域都显示出了出色的性能和潜力。

研究和发展碳化硅材料，不仅有助于推动材料科学的进步，还能为未来高科技产业的发展提供核心支持。

在国内外，在碳化硅研究和发展方面已经取得了很多重要进展。

首先，碳化硅材料在电子技术领域具有广泛应用前景。

它具有高电子迁移率、高电场饱和漂移速度等优异电子性能，可用于制备高频、高功率的半导体器件。

碳化硅晶体管是近年来研究热点之一，它可以替代传统的硅晶体管，具有更好的热传导性能和更高的工作温度。

此外，碳化硅还可以用于制备高压功率器件和射频功率放大器等电子元器件，其应用前景广阔。

其次，碳化硅材料在光电领域也有重要应用。

由于碳化硅的宽能隙特性，它具有较高的光电转换效率和较低的漏电流密度，因此可以用于制备高效率的太阳能电池。

碳化硅纳米线光电探测器也因其高响应速度和低噪声而备受关注。

此外，碳化硅材料还可以用于制备高功率激光器、高亮度LED照明等。

同时，碳化硅材料在能源领域也有广泛应用。

由于碳化硅的高热导率和化学稳定性，它可以用于制备高温热交换器和燃烧室等高温设备。

此外，碳化硅陶瓷膜层还可以提高燃料电池和锂离子电池的性能，具有很高的应用潜力。

此外，在化工领域，碳化硅材料的耐腐蚀性、耐磨性和高硬度等特点使其成为热处理工业中的重要材料。

碳化硅涂层可以提高金属零件的耐磨性和耐蚀性，延长设备的使用寿命。

此外，碳化硅耐高温和耐腐蚀的特性也使其成为化学反应器和耐用陶瓷等化工设备的理想材料。

综上所述，国内外在碳化硅研究和发展方面取得了显著进展。

碳化硅作为一种先进材料，在电子、光电、能源和化工等领域都具有广阔的应用前景。

未来，随着技术的不断进步和应用领域的拓展，碳化硅材料的研究和开发将持续深入，为各行业带来更多的创新机遇和经济效益。

化学气相沉积法制备SiC纳米线的研究进展摘要：SiC纳米线具有优良的物理、化学、电学和光学等性能在光电器件、光催化降解、能量存储和结构陶瓷等方面得到广泛应用。

其制备方法多种多样其中化学气相沉积法（CVD)制备SiC纳米线因具有工艺简单、组成可控和重复性好等优点而备受关注。

近年来在化学气相沉积法制备SiC纳米线以及调控其显微结构方面取得了较多成果。

采用Si粉、石墨粉和树脂粉等低成本原料以及流化床等先进设备,通过化学气相沉积法制备出线状、链珠状、竹节状、螺旋状以及核壳结构等不同尺度、形貌各异的SiC纳米线并且有的SiC纳米线具有优良的发光性能、场发射性能和吸波性能等,为制备新型结构和形貌的SiC纳米线及开发新功能性的SiC纳米器件提供了重要参考。

目前,未添加催化剂时利用气相沉积法制备的SiC纳米线虽然纯度较高但存在产物形貌、尺度和结晶方向等可控性差;制备温度较高和产率相对较低的问题。

而添加催化剂、熔盐以及氧化物辅助可明显降低SiC纳米线的制备温度提高反应速率以及产率但易在SiC 纳米线中引入杂质。

将来应在提高SiC纳米线的纯度、去除杂质方面开展深入研究;还应注重低成本、规模化制备SiC纳米线的研究采用相应措施调控SiC纳米线的显微结构以拓宽SiC纳米线的应用领域。

本文综述了目前国内外采用化学气相沉积制备SiC纳米线的方法分析总结了无催化剂、催化剂、熔盐以及氧化物辅助等各种制备方法的优缺点并对未来的研究进行展望,期望为SiC纳米线的低成本、规模化制备和应用提供理论依据。

引言：SiC纳米线因具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等而表现出独特的电、磁、光、热等物理和化学性质。

同时SiC纳米线还具有优异的力学性能、抗腐蚀性、耐热性以及耐高温氧化性等，使其在复合材料和陶瓷材料的强化增韧中起重要作用调以及吸收性能好，可有效改善材料的场发射性能、催化性能、电化学性能及微波吸收性能等l1。

多功能性的SiC纳米线成为极具广泛应用潜力的理想新型材料。

碳化硅纳米线气凝胶吸波【最新版】目录1.碳化硅纳米线气凝胶的概述2.碳化硅纳米线气凝胶的吸波性能3.碳化硅纳米线气凝胶的应用领域4.我国在碳化硅纳米线气凝胶研究方面的进展正文【1.碳化硅纳米线气凝胶的概述】碳化硅纳米线气凝胶是一种新型的高性能吸波材料，它具有低密度、高孔隙率、大比表面积等优点，能够有效地吸收电磁波，降低电磁干扰。

碳化硅纳米线气凝胶主要由碳化硅纳米线和气凝胶骨架构成，其独特的结构赋予了它优异的吸波性能。

【2.碳化硅纳米线气凝胶的吸波性能】碳化硅纳米线气凝胶的吸波性能主要源于其特殊的结构和材料特性。

碳化硅纳米线具有良好的导电性，能够有效地吸收电磁波；气凝胶骨架则提供了大量的孔隙，增加了电磁波在材料内的传播路径，进一步提高了吸波效果。

研究表明，碳化硅纳米线气凝胶在微波频段具有优异的吸波性能，且吸波性能可以通过调节碳化硅纳米线的形态和分布来优化。

【3.碳化硅纳米线气凝胶的应用领域】碳化硅纳米线气凝胶在多个领域具有广泛的应用前景。

首先，在通信领域，碳化硅纳米线气凝胶可以用于制作微波吸收材料，降低通信系统中的电磁干扰，提高通信质量。

此外，在雷达、天线、微波传输线等电子设备中，碳化硅纳米线气凝胶也可以作为吸波材料，减小设备的体积和重量，提高性能。

在军事领域，碳化硅纳米线气凝胶可用于制造隐身装甲，降低雷达探测到的目标反射面积，提高隐身性能。

【4.我国在碳化硅纳米线气凝胶研究方面的进展】我国在碳化硅纳米线气凝胶研究方面取得了显著的成果。

我国科研人员已经成功制备出了具有优异吸波性能的碳化硅纳米线气凝胶材料，并在国内外学术期刊上发表了大量相关论文。

此外，我国还加大了对碳化硅纳米线气凝胶研究的投入，以促进这一领域的发展。

碳化硅纳米线的制备与性能研究进展×××××××××××××学校西安邮编×××摘要： SiC半导体材料的禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、饱和漂移速度高等特点使其在高频、高温、高功率、抗辐射等方面有良好的性能，被认为是新一代微电子器件和集成电路的半导体材，因此研究SiC纳米线材料具有重要意义。

Summary: SiC semiconductor materials with the big breakdown electric field width, high, thermal conductivity, saturated drifting velocity higher characteristic in the high frequency and high temperature, high power, resist radiation and good performance, and is considered to be a new generation of microelectronics devices and integrated circuit of the semiconductor material, so the study of SiC nanowires material to have the important meaning.关键词：纳米线,SiC,场效应晶体管,薄膜晶体管,光催化降解Key words: Nanowires, SiC, field effect transistor, thin film transistor, photocatalytic degradation.1 纳米材料的性能纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1—100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。

《2H-SiC纳米线的光电性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的不断进步，半导体材料的应用日益广泛，其中2H-SiC作为一种宽禁带半导体材料，其优异的光电性能在光电转换、电子传输、光电检测等方面有着广阔的应用前景。

2H-SiC 纳米线以其优异的热稳定性、机械强度以及光电性能引起了广泛的关注。

本文将对2H-SiC纳米线的光电性能进行深入的研究与探讨。

二、研究内容与方法1. 材料制备本实验采用化学气相沉积法（CVD）制备了2H-SiC纳米线。

首先，将硅源和碳源放置在高温炉内，在特定的温度和气氛下，通过化学反应制备出2H-SiC纳米线。

2. 光电性能测试采用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对制备的2H-SiC纳米线进行形貌观察，并利用X射线光电子能谱（XPS）分析其成分及化学状态。

此外，利用光电流测量仪、光谱仪等设备对其光电性能进行测试与分析。

3. 结果与讨论（1）形貌与结构分析通过SEM和TEM观察发现，制备的2H-SiC纳米线具有较高的纯度，形貌规整，尺寸均匀。

XPS分析结果表明，纳米线中Si和C的化学状态与预期的2H-SiC相符合。

（2）光电性能分析a. 光吸收性能：通过光谱仪测试了2H-SiC纳米线的光吸收性能。

结果表明，在紫外-可见光范围内，2H-SiC纳米线具有较高的光吸收能力，特别是在紫外区域，具有较高的光吸收峰值。

b. 光电流响应：采用光电流测量仪对2H-SiC纳米线的光电流响应进行了测试。

结果表明，在特定波长的光照射下，2H-SiC纳米线具有优异的光电流响应性能，光电流随光照强度的增加而增大。

此外，光电流响应速度较快，表明其具有较好的光电转换效率。

c. 光电导性：通过测量2H-SiC纳米线的电导率随光照强度的变化情况，发现其光电导性良好，光诱导的载流子迁移率较高。

这为2H-SiC纳米线在光电转换、电子传输等领域的应用提供了有力支持。

三、结论本文通过化学气相沉积法制备了形貌规整、纯度较高的2H-SiC纳米线，并对其光电性能进行了深入研究。

d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2024.02.002碳化硅纳米线的制备及其吸波性能的表征雷 煜1,徐 慢1,2,朱 丽1,2,石和彬1,2,沈永李1,李 想1(1.武汉工程大学材料科学与工程学院,武汉430205;2.武汉工程大学湖北省环境材料与膜工程技术研究中心,武汉430074)摘 要: 以淀粉和硅溶胶为原料,利用化学气相沉积法制备了碳化硅纳米线,并对纳米线的成分㊁形貌㊁结构及介电与吸波性能进行了分析与探讨㊂所制得的纳米线纯度较高㊁长度较长,形成了网状结构,且纳米线具有较好的吸波性能,在很大范围内均表现突出㊂关键词: 碳化硅; 纳米线; 化学气相沉积; 吸波性能P r e p a r a t i o na n dC h a r a c t e r i z a t i o no fW a v eA b s o r b i n g P r o pe r t i e s of S i CN a n o w i r e s L E IY u 1,X U M a n 1,2,Z HUL i 1,2,S H IH e -b i n 1,2,S H E NY o ng -l i 1,L IX i a n g 1(1.S ch o o l o fM a t e ri a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ,W u h a n I n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y ,W u h a n430205,C h i n a ;2.E n g i n e e r i n g R e s e a r c hC e n t e r o fE n v i r o n m e n t a lM a t e r i a l s a n d M e m b r a n eT e c h n o l o g y o fH u b e i P r o v i n c e ,W u h a n I n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y ,W u h a n430074,C h i n a )A b s t r a c t : S i l i c o n c a r b i d en a n o w i r e sw e r e s y n t h e s i z e db y c h e m i c a l v a p o rd e p o s i t i o nu s i n g st a r c ha n ds i l i c as o l .T h e c o m p o s i t i o n ,m o r p h o l o g y ,s t r u c t u r e ,d i e l e c t r i c a n dw a v e a b s o r b i n g p r o p e r t i e s o f n a n o w i r e sw e r e a n a l yz e d a n d d i s c u s s e d .T h eS i Cn a n o w i r e sh a v eh i g h p u r i t y ,l o n g l e n g t ha n d f o r m e d a n e t w o r k s t r u c t u r e ,a n d t h ew a v e a b s o r b i n gp r o p e r t i e s o f S i Cn a n o w i r e s a r e o u t s t a n d i n g i naw i d e r a n g e .K e y wo r d s : s i l i c o n c a r b i d e ; n a n o w i r e ; c h e m i c a l v a p o r d e p o s i t i o n ; w a v e a b s o r b i n gp r o p e r t y 收稿日期:2023-11-20.作者简介:雷 煜(1999-),硕士生.E -m a i l :1078750027@q q.c o m 自纳米材料被发现以来,一维纳米材料由于其特殊的结构发展迅速,其中碳化硅纳米线(S i C n w )以其独特的兼具纳米材料和陶瓷材料的性能而受到广泛关注㊂作为一种一维纳米材料,其具有宽带隙㊁高热导率㊁高介电损耗等性质,这使得它们在半导体㊁光电子㊁吸波㊁电磁屏蔽和催化等先进功能材料领域中具有巨大的应用潜力[1,2]㊂另一方面,S i C 纳米线还具有部分陶瓷材料的性能,如低密度㊁高热传导率㊁低热膨胀系数㊁化学性能稳定㊁耐热腐蚀等优异的物理㊁化学性能,在高温或极端使用条件下,具有优异的强度㊁韧性㊁摩擦㊁抗蠕变㊁隔热等综合性能,广泛应用于航空航天㊁石油化工㊁太空反射镜㊁雷达等环境中[3,4]㊂吸波材料是一种能够将电磁波吸收或反射,达到大幅度减少被保护器件接收到电磁波的效果,从而减少电磁波干扰的材料㊂碳化硅是目前非常重要的第三代宽禁带半导体材料,β-S i C 的电阻率大于103Ω㊃c m ,不仅有吸波潜能,还能减弱红外信号,是国内外发展较快的吸波材料之一[5]㊂由于其在高温下有化学稳定性,在高温吸波领域,S i C 纳米线受到了更多重视㊂传统工艺制备的碳化硅材料,其电阻率过高㊁介电虚部较低,导致吸波性能较差,不能直接作为吸波材料,需进一步对其进行掺杂改性或者复合其他材料使用㊂而S i C 纳米线由于其特殊的一维纳米材料性能,使吸波性能得到了较大的改善,是近年来研究的重点[6]㊂1 原材料与测试方法1.1 碳化硅纳米线的制备取5g 玉米淀粉㊁13.3g 硅溶胶和35g 水于烧杯中,90ħ下水浴加热,直到溶液凝固成凝胶,待凝胶冷建材世界 2024年 第45卷 第2期却后放入冷冻干燥机中,冻干48h 后取出并用玛瑙研钵研磨成粉末状㊂取10g 粉末于坩埚中,盖上坩埚盖,放入管式炉,通入氩气作为保护气体,在1300ħ下保温6h ,降温后取出㊂放入马弗炉中于600ħ下煅烧3h ,冷却至室温后取出㊂将取出后的样品放入塑料杯中,置于1m o l /L 氢氟酸溶液中酸洗,静置24h 后,用去离子水多次反复冲洗至中性,放入烘箱中干燥备用㊂1.2 制作同轴环取一定量所得纳米线于研钵中进行分散,称取0.2g 左右备用㊂按质量比为1ʒ5的比例称取相应的碳化硅纳米线粉和石蜡㊂先将1.0g 左右石蜡加入烧杯中置于90ħ水浴锅中加热㊂石蜡受热融化后再加入相应质量的碳化硅纳米线粉,不断搅拌使其混合均匀,然后停止加热㊂混合物冷却凝固后,将粘结在烧杯内壁上的混合固体刮下,重新加热熔融使粉末和石蜡混合更为充分㊂最后,将处于黏流态的混合物在专用的模具中压制成内径3mm ㊁外径7mm ㊁厚度在2~4mm 的同轴环样品㊂1.3 产物测试与表征使用X 射线衍射仪(D 8-D i s c o v e r 型,德国B r u c k e r (布鲁克)公司)对S i C 纳米线进行物相分析,扫描范围为10ʎ~80ʎ,扫描速度为2ʎ/m i n ,步长为0.02ʎ;使用场发射扫描电子显微镜(F E S E M ,J S W -5510L V 型,日本电子株式会社)观察S i C 纳米线的表面形貌,加速电压为20k V ;使用网络矢量分析仪(3671D 型,中电思仪科技股份有限公司)测试同轴环样品吸波性能,测试频率在2~18G H z ,工作模式为双端口扫频模式㊂2 结果与讨论2.1物相分析通过X 射线衍射仪对所制备的S i C 纳米线进行物相和结构表征,根据获得数据绘制X R D 图谱,如图1所示㊂从图1中可以看出,S i C纳米线的特征峰十分尖锐,说明所合成的S i C 纳米线结晶良好㊂另外,图中的五个特征峰与3C -β-S i C (P D F 卡片29-1129)吻合,属于F 43m 空间群,指标化结果获得晶格常数a =0.4359n m ,其特征峰依次对应(111)㊁(200)㊁(220)㊁(311)㊁(222)五个晶面,2θ值为33.74ʎ处并未出现大多数文献所出现的由于原子层错排形成的堆垛层错引起的超结构衍射峰,说明所合成的S i C 纳米线纯度较高,无其他晶相㊂2.2 F E S E M 分析图2为S i C 纳米线的F E S E M 照片,在显微镜下进行观察,可以发现纳米线的长度较长,为几百微米,部分达到了1mm ,而其直径约为100n m 左右㊂所合成的纳米线拥有非常高的纯度和均一性,纳米线之间相互缠绕交织成网状结构,其中残留的颗粒状物质较少,说明纳米线的纯度较高㊂2.3 S i C 纳米线的介电性能图3展示了所制S i C 纳米线介电实部和介电虚部数值随频率的变动趋势和变动范围㊂由图3可知,所制碳化硅纳米线介电常数的实部在6~7之间,虚部在0~3.5之间㊂介电实部与文献中提到的碳化硅纳米线粉体介电实部在7附近较为吻合,介电虚部波动较大,只在6~16H z 范围内与文献中提到的碳化硅纳米线粉体介电虚部在0~1对应上了,其他频率内介电虚部均偏大,从而可使得在这些频率内吸波层的储电能力和损耗能力增强㊂其原因可能是制备所得的碳化硅纳米线相互缠绕,形成了网状结构,使得整体结构内表面积增加,从而拥有较好的吸波性能㊂建材世界 2024年 第45卷 第2期根据测试所得的复介电常数和复磁导率计算出了电磁波纳米线同轴环的吸波性能框图和吸波性曲线见图4~图6㊂从图4上可以明显地看到三条尖锐的深峰,其顶点分别代表三处具有比其附近反射损耗值都高的地方,反射损耗在此取得极大值㊂从图5可以看出,在频率为9.2G H z㊁厚度为4.0mm处有最大反射损耗值,为44.70d B㊂另外频率为9.84G H z㊁厚度为3.8mm和频率为8.8G H z㊁厚度为4.2mm处也有较大反射损耗值,分别为30.71d B㊁28.62d B㊂同时在它们的附近有吸波性能良好的等高线,反射损耗值达23.14d B㊂由图6可以更清晰地看到吸波性能在不同厚度的变化,随着厚度的递增,最大反射损耗向着低频率的方向移动㊂当厚度为8mm时,出现两个反射损耗值极值,分别是4.32G H z和16.16G H z㊂材料的有效微波吸收处是其反射损耗小于-10d B处㊂当所在频率为9.2G H z㊁厚度为4mm 时,最低反射损耗-44.70d B,微波吸收频段出现在6.88~11.04G H z,其总的吸收带宽为4.16G H z㊂所合成的碳化硅纳米线吸收带宽较宽,可能是因为纳米线的长宽比较大,提升了吸波性能㊂3结论以玉米淀粉为碳源,硅溶胶为硅源合成了碳化硅纳米线㊂采用X R D对其检测分析,图谱中衍射峰强而尖锐,且与X R D卡片吻合,说明所制备的碳化硅为较纯的β-S i C且结晶很好㊂采用F E S E M对其观察,发现所制备的碳化硅纳米线长度较长,为几百微米,且纳米线互相缠绕,形成了网状结构㊂制备的纳米线具有较好的吸波性能,在很大范围内均表现突出㊂在频率为6~10G H z㊁厚度4~8mm内均有吸波能力,微波吸收的带宽为4.16G H z㊂最大反射损耗值为44.7d B,出现在厚4.0mm㊁频率9.2G H z处㊂随着厚度的不断增大,最大反射损耗值将出现在更小频率下㊂(下转第21页)3结语研究了不同掺量下的废铜渣对水泥胶凝材料的性能影响㊂研究发现,随着废铜渣掺量的增加,水泥胶凝材料的强度先增加后降低,最佳掺量为水泥用量的10%,此条件下水泥砂浆3d抗折㊁抗压强度分别为4.7M P a和27.4M P a,28d抗折㊁抗压强度分别为8.6M P a和48.7M P a㊂该研究有望能大范围处理废铜渣并用于建材领域㊂参考文献[1]雷庆关,张城,潘崇根,等.水泥基复合胶凝材料改性聚合物修补砂浆的试验研究[J].安徽建筑大学学报,2023,31(3):8-15.[2]朱茂兰,肖妮,谭良春,等.铜渣还原活化制备新型胶凝材料与矿山充填的应用[J].中国有色金属学报,2020,30(11):2736-2745.[3]母维宏,和森,周新涛,等.铜渣/电解锰渣基磷酸盐胶凝材料的制备及其形成机理探讨[J].化学工程,2020,48(10):23-28,51.[4]贾行伟,宋向荣,罗中秋,等.铜渣基磷酸盐胶凝材料的制备及其性能研究[J].硅酸盐通报,2018,37(5):1503-1508.[5]杜海云,马倩敏,郭荣鑫,等.铜渣-水泥复合胶凝材料力学性能研究[J].硅酸盐通报,2017,36(5):1634-1638,1645.[6]王茹,王高勇,张韬,等.稻壳灰在丁苯聚合物/水泥复合胶凝材料凝结硬化过程中的作用[J].硅酸盐学报,2017,45(2):190-195.[7]薛兴勇,韩要丛,苏俏俏,等.铜渣基磷酸盐胶凝材料的力学性能与微观结构[J].硅酸盐通报,2023,42(5):1750-1757.[8]张冉玥,杨仕教,杨晴,等.铜渣磁选预处理对铜渣基胶凝材料活性和抗压强度的影响[J].中国有色冶金,2023,52(1):98-106.(上接第9页)参考文献[1]刘洋涛.碳化硅纳米线的制备及吸波性能研究[D].呼和浩特:内蒙古工业大学,2022.[2]李雪婷.碳化硅纳米线基多元吸波材料的制备与性能研究[D].西安:西安建筑科技大学,2021.[3] N a k a t aSY,U e s u g iA,S u g a n oKJ,e t a l.S t r a i nE n g i n e e r i n g o fC o r e-s h e l l S i l i c o nC a r b i d eN a n o w i r e s f o rM e c h a n i c a l a n dP i e z o r e s i s t i v eC h a r a c t e r i z a t i o n s[J].N a n o t e c h n o l o g y,2019,30(26):1361-1374.[4] C h e n J J,S h iQ,X i nLP,e t a l.AS i m p l eC a t a l y s t-f r e eR o u t e f o rL a r g e-s c a l eS y n t h e s i so fS i C N a n o w i r e s[J].J o u r n a l o fA l l o y s a n dC o m p o u n d s,2011,509(24):6844-6847.[5]牛芳旭.碳化硅及其复合材料的制备与电磁波吸收性能研究[D].济南:山东大学,2019.[6] K u a n g JL,J i a n g P,H o uXJ,e t a l.D i e l e c t r i cP e r m i t t i v i t y a n d M i c r o w a v eA b s o r p t i o nP r o p e r t i e so fS i C N a n o w i r e sw i t hD i f f e r e n tL e n g t h s[J].S o l i dS t a t eS c i e n c e s,2019,91:73-76.。

硅纳米线材料的制备与应用研究硅纳米线作为一种重要的纳米材料，因其优异的物理、化学和生物性质，在纳米电子学、生物传感、光电子学等领域得到了广泛的应用。

本文将对硅纳米线材料的制备方法和应用研究进行系统的介绍。

1. 硅纳米线的制备方法1.1 气相沉积法气相沉积法是硅纳米线制备的一种常用方法，通过在高温下将硅源蒸发，使硅蒸气在载气气氛中分解并形成硅纳米线。

气相沉积法有热氧化物化学气相沉积法（HOCVD）、热物质气相沉积法（HTCVD）等多种不同的方法，可根据要求选择不同的反应条件和控制因素来制备不同形态的硅纳米线。

1.2 液相沉积法液相沉积法是将反应溶液中的硅源和还原剂混合，并在适当的反应条件下，通过还原和沉淀等过程制备硅纳米线。

液相沉积法具备较好的可控性和成本优势，但需要在较严格的反应条件下进行，且对硅纳米线的形态和结构控制性相对较低。

1.3 等离子体增强化学气相沉积法等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）是将反应气体引入等离子体体系中，并在等离子体体系中进行反应形成硅纳米线的方法。

其具备快速制备、可控性好等特点，是硅纳米线制备中的一种常用方法。

2. 硅纳米线的应用研究2.1 纳米电子学硅纳米线在纳米电子学领域中有着广泛的应用。

硅纳米线具有尺寸很小、电子传输能力强、电容性能好等特点，可以用作半导体器件上的电荷传输通道和OI-FET管道，能够增强器件的速度和功耗比等性能，已成为超大规模集成电路（VLSI）制造的有效手段。

2.2 生物传感硅纳米线具备高灵敏度、高选择性和多重信号特征等生物传感应用上的优势。

通过表面修饰，使硅纳米线与生物分子或生物大分子发生相互作用，实现对生物分子的检测和定量分析。

同时，硅纳米线还可以起到信号转换器和引导介质的作用，在生物传感领域有着广泛的应用前景。

2.3 光电子学硅纳米线在光电子学领域中的应用主要体现在太阳能电池领域和LED发光器件领域。

硅纳米线的高比表面积和高光电转换效率在太阳能电池中有着广泛的应用前景。