N掺杂SiC纳米线的制备、场发射性能及第一性原理计算

摘要：

利用简单的化学气相沉积法,首次以固态三聚氰胺(C3 H6 N6)为N掺杂剂,与Si/SiO2粉体混合,在1 250℃下保温25 min,制备出N掺杂SiC纳米线.采用XRD、SEM、元素分析等测试手段对产物的物相和微观形貌进行了表征,并对其场发射性能进行了研究,采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理对N掺杂前后SiC纳米线的电子结构进行了计算.结果表明:掺N后的纳米线弯曲程度明显变大,场发射性能显著提高,开启电场值和阈值电场值由原来的3.5V·μm-1和6.6V· μm-1分别降低为2.6V·μm-1和5.5V·μm-1.此外,第一性原理计算表明,掺N后的纳米线禁带宽度明显变窄,使电子从价带向导带过渡时需要更少的能量,从理论上解释了N掺杂SiC纳米线场发射性能增强的原因.

关键词：SiC纳米线、场发射、第一性原理、密度泛函理论

所属期刊栏目：34

分类号：O462.4;O471.5(真空电子学（电子物理学）)

资助基金：国家自然科学基金项目51272117,50972063;山东省自然科学基金项目ZR2011EMZ001,ZR2011EMQ011

在线出版日期：2013-11-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：336-341