[发明专利]一种碳化硅纳米线及其阵列的制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅纳米线及其阵列的制备方法，包括如下步骤：

（1）将乙醇与去离子水混合得到乙醇水溶液，向所述乙醇水溶液中加入正硅酸乙酯，然后再向其中滴入氨水，混合均匀；

（2）向所述步骤（1）中混合均匀后的溶液中加入纳米碳粉，混合均匀；

（3）向经所述步骤（2）混合均匀后的溶液中加入六次甲基四胺水溶液，形成凝胶，所得凝胶经干燥得到干凝胶，对所述干凝胶进行研磨，得到干凝胶粉；

（4）取上述干凝胶粉放入清洗干净的氧化铝舟中一端，单晶硅片放入氧化铝舟的另一端，然后将所述氧化铝舟放入氧化铝管中；所述氧化铝舟中放置所述干凝胶粉的一端位于所述氧化铝管的中央；

（5）将上述氧化铝管置于真空高温烧结炉中，向所述真空高温烧结炉内通入惰性气体，升温到1400~1500℃，恒温反应2~6小时，反应结束后降至室温，在所述氧化铝管壁上得到碳化硅纳米线，在所述单晶硅片衬底上得到纳米线阵列；

其中，沿所述惰性气体的流动方向，所述氧化铝舟中放置所述单晶硅片的一端位于所述干凝胶粉的下风方向。

2.根据权利要求1所述的碳化硅纳米线及其阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，以体积计，所述乙醇水溶液与所述正硅酸乙酯、所述氨水的添加量比值为20~50：10：2~4，其中所述乙醇水溶液的体积百分浓度为50~83%，所述氨水的浓度为15~25wt%。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硅纳米线及其阵列的制备方法，其特征在于，以所述正硅酸乙酯的加入量计，所述纳米碳粉的添加量为0.1~0.4g/ml。

4.根据权利要求1~3任一所述的碳化硅纳米线及其阵列的制备方法，其特征在于，所述纳米碳粉的粒径为30~50nm。

5.根据权利要求1~4任一所述的碳化硅纳米线及其阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，通过超声振荡使所述纳米碳粉在溶液中分散均匀。

6.根据权利要求1~5任一所述的碳化硅纳米线及其阵列的制备方法，其特征在于，所述六次甲基四胺水溶液添加量与所述正硅酸乙酯的添加量的比值为3~10：10；

其中所述六次甲基四胺水溶液浓度为35.8wt%。

7.根据权利要求1~6任一所述的碳化硅纳米线及其阵列的制备方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述干凝胶粉的粒径为1~5μm。

8.根据权利要求1~7任一所述的碳化硅纳米线及其阵列的制备方法，其特征在于，所述单晶硅片是将（100）取向的N型单晶硅片浸入0.02~0.05mol/L的Ni（NO₃）₂酒精溶液中超声至少30min，然后在空气中干燥后得到的。

9.根据权利要求1~8任一所述的碳化硅纳米线及其阵列的制备方法，其特征在于，在所述步骤（5）中，所述真空高温烧结炉内惰性气体的流量为100~300sccm；所述真空高温烧结炉内的升温速率为5~10℃/min。