Synthesis and characterization of SiO2 and SiC micro/nanostructures

• Autorzy: Zhu G. , Zou X. P. , Cheng J. , Su Y.

Warianty tytułu

PL

Synteza i charakterystyka mikro/nanostruktur SiOi i SiC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Silica-based nanowires, straight nanorods, straight Y-shaped słlica nanorods, flower-like microstructures, and SiC/Si02 core-shell coaxial nanocables have been generated through a simple thermal evaporation method. The synthesized samples were characterized by means ot" scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, high resolution transmission electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, and Raman spectrum. Generated silica nanowires with a diameter of about lOOnm and length of up to several tens of micrometers, straight silica nanorods and Y-shaped nanorods with a diameter about 50-200nm, and novel flower-like silica microstructures all are amorphous and consist only of silicon oxide, and have a neat smooth surface. Generated SiC/SiO? core-shell coaxial nanocables have a crystalline core and a surrounding amorphous layer. The results show that the present method should be possible to synthesis various micro/nanostructures under appropriate experimental conditions. These nanostructures may find applications as building blocks in nanomechanical or nanoelectronic devices.

PL

Nanodruty na podłożu Si02, proste (straight) nanopręty, krzemionkowe nanopręty w kształcie litery Y, mikrostruktury kwiatowe, SiC/Si02 rdzeniowo-powłokowe kable koncentryczne zostały wytworzone przy zastosowaniu prostej metody odparowania cieplnego. Poddane syntezie próbki scharakteryzowano przy pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej, transmisyjnej mikroskopii elektonowej, wysoko rozdzielczej transmisyjnej mikroskopii elektronowej, rentgenospektroskopii z dyspresją energii widma oraz widmaRaman'a. Wytworzone krzemionkowe mikrodruty o średnicy około lOOnm oraz długości dochodzącej do kilkudziesięciu mikrometyrów, proste (straight) krzeminokowe nanopręty oraz nanopręty w kształcie litery Y o średnicy około 50-200nm jak również krzemionkowe mikrostruktury kwiatowe są wszystkie amorficzne i składają się jedynie z tlenku krzemowego wykazując uporządkowaną, gładką powierzchnię. Wytworzone SiC/SiOi rdzeniowo-powłokowe kable koncentryczne posiadają rdzeń krystaliczny oraz otaczają go warstwa amorficzną. Wyniki wykazują, że metoda o której mowa może być zastosowana do syntezy różnych mikro/nanostruktur przy zachowaniu odpowiednich reżimów eksperymentalnych. Nanostruktury, o których mowa, mogą znaleźć zastosowanie jako bloki konstrukcyjne w urządzeniach mechanicznych i nanoelektrycznych.

Słowa kluczowe

EN

silica; silicon carbide; nanowires; nanorods; flower-like microstructures; coaxial nanocables

PL

krzemionka; węglik krzemu; nanodruty; nanopręty; mikrostruktury kwiatowe; nanokable współosiowe

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 3
• Strony: 727--734
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Zhu G.

autor

Zou X. P.

autor

Cheng J.

autor

Su Y.

• Beijing Information Science & Technology University, China

Bibliografia

• [1] H. Nakamura, Y. Matsui, “Silica Gel Nanotubes Obtained by the Sol-Gel Method”, J. Am. Chem. Soc. 117,2651-2653(1995).
• [2] H. Dai, E. W. Wong, Lieber CM., “Probing Electrical Transport in Nanomaterials: Conductivity of Individual Carbon Nanotubes”, Science 272, 523-526 (1996).
• [3] T. W. Ebbesen, H. J. Lezec, H. Hiura, J. W. Bennett, “Electrical conductivity of individual carbon nanotubes”, Nature 382, 54-56 (1996).
• [4] D. P. Yu, Q. L. Hang, Y. Ding, “Amorphous silica nanowires: Intensive blue light emitters”, Appl. Phys. Lett. 73, 3076-3079(1998).
• [5] A. M. Morales, C. M. Lieber, “A Laser Ablation Method for the Synthesis of Crystalline Semiconductor Nanowires”, Science 279. 208-211 1998.
• [6] W. Shi, H. Zheng, H. Peng, N. Wang, C. S. Lee, S. T. Lee, "Laser Ablation Synthesis and Optical Characterization of Silicon Carbide Nanowires", J. Am. Chem. Soc, 83, 3228-3230 (2000).
• [7] H. F. Zhang, C. M. Wang, S. L. Wang, "Helical Crystalline SiC/SiC>2 Core-Shell Nanowires", Nano Lett. 2, 941-944 (2002).
• [8] T. Seeger, P. K. Redlich, M. Ruhle, "Synthesis of Nanometer-Sized SiC Whiskers in the Arc-Discharge", Adv. Mater. 12, 279-282 (2000).
• [9] C. H. Liang, L. D. Zhang, G. W. Meng, "Preparation and characterization of amorphous SiOx nanowires", J. Non-Cryst. Solids 277, 63-67 (2000).
• [10] X. S. Peng, X. F. Wang, J. Zhang, "Synthesis and characterization of ultralong silica nanowires", Appl. Phys. A 74, 831-835 (2002).
• [11] M. Zhang, Y Bando, L. Wada, "Synthesis of Nanotubes and Nanowires of Silicon Oxide", J. Mater. Sci. Lett. 18, 1911-1914(1999).
• [12] Z. W. Pan, Z. R. Dai, L. Xu, S. T. Lee, Z. L. Wang, "Temperature-Controlled Growth of Silicon-Based Nanostructures by Thermal Evaporation of SiO Powders", J. Phys. Chem. B, Vol. 105, 2507-2514 (2001).
• [13] G. C. Xi, Y. Y Peng, S. G. Wan, T. W. Li, "Lithium-Assisted Synthesis and Characterization of Crystalline 3C-SiC Nanobelts", J. Phys. Chem. B, Vol. 108, 20102-20104 (2004).
• [14] Z. J. Li, H. J. Li, X. L. Chen, A. L. Meng, K. Z. Li, X. P. Xu, L. Dai, "Large-scale synthesis of crystalline /J-SiC nanowires", Appl. Phys. A 76, 637-640 (2003).
• [15] S. Nakashima, H. Harima, "Raman Investigation of SiC Polytypes", Physica Status Solidi (A), Applied Research 162, 39-64 (1997).
• [16] Z. J. Li, J. I. Zhang, A. Meng, "Large-Area Highly-Oriented SiC Nanowire Arrays: Synthesis, Raman, and Photoluminescence Properties", J. Phys. Chem. B 110, 22382-22386 (2006).
• [17] Y. Zhang, K. Suenaga, C. Colliex, S. Iijima, "Coaxial Nanocable: Silicon Carbide and Silicon Oxide Sheathed with Boroń Nitride and Carbon", Science 281, 973-975 (1998).