[发明专利]一种采用金属镍/非晶碳叠层制备碳化硅纳米线的方法

摘要

一种采用金属镍/非晶碳叠层制备碳化硅纳米线的方法，它涉及制备碳化硅纳米线的方法，本发明要解决现有制备碳化硅纳米线方法中存在制备温度高、能耗大的问题。本发明中一种采用金属镍/非晶碳叠层制备碳化硅纳米线的方法按以下步骤进行：一、衬底材料的清洗；二、溅射前的准备：抽真空、加热及保温；三、磁控溅射方法镀碳膜；四、磁控溅射方法镀镍膜；五、制得金属镍/非晶碳叠层；六、高温退火制得碳化硅纳米线。本发明方法是一种低温、无氢、大尺寸且高质量的制备碳化硅纳米线方法。本发明方法可应用于纳米材料的制备与生产领域。

主权项

一种采用金属镍/非晶碳叠层制备碳化硅纳米线的方法，其特征在于它是通过以下步骤实现的：步骤一、将单晶硅片衬底依次放在丙酮、酒精和去离子水中，在超声功率为300W～600W的条件下清洗15min～30min后烘干；步骤二、将经步骤一处理后单晶硅片衬底置于磁控溅射真空仓内的旋转加热台上，然后将碳靶材和镍靶材分别安装在不同的溅射靶上，先使单晶硅片衬底中心正对碳靶材中心，靶基距为60mm～100mm，通过真空获得系统将真空仓内抽成真空，当真空仓内真空度达到1.0×10‑4Pa～9.9×10‑4Pa时，启动加热装置，加热至25℃～650℃，并且保温10min～120min；步骤三、向碳靶施加射频电源启辉，射频功率为60W～200W，控制Ar气流量为10sccm～100sccm，使真空仓内气体压强为0.1Pa～2Pa，预溅射3min～5min后，在单晶硅片衬底上施加0V～200V的脉冲负偏压，占空比为10%～90%，移开挡板，开始向单晶硅片衬底表面镀碳膜5min～15min；步骤四、沉积完碳薄膜后，拉上挡板，关闭射频电源，然后先使单晶硅片衬底中心正对镍靶材中心，靶基距为60mm～100mm，向镍靶施加直流电源启辉，直流电源功率为60W～200W，控制Ar气流量为10sccm～100sccm，使真空仓内气体压强为0.1Pa～2Pa，预溅射3min～5min后，在单晶硅片衬底上施加0V～200V的脉冲负偏压，占空比为10%～90%，移开挡板，开始向碳膜表面镀镍膜45min～90min；步骤五、沉积完镍膜后，关闭所有电源，待真空仓内温度降至20℃～25℃时即制得金属镍/非晶碳叠层；步骤六、将步骤五所制备的金属镍/非晶碳叠层放在管式炉中，在Ar为保护气的条件下，加热到900℃～1100℃，保温45min～125min后，随炉冷却，既得碳化硅纳米线。