| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第11-30页 |
| 1.1 引言 | 第11页 |
| 1.2 一维纳米材料研究概述 | 第11-16页 |
| 1.2.1 一维纳米材料的特性和应用 | 第11-15页 |
| 1.2.2 宽带隙半导体材料简介 | 第15-16页 |
| 1.3 本征半导体SiC | 第16-19页 |
| 1.3.1 SiC的晶体结构 | 第16页 |
| 1.3.2 SiC的能带结构 | 第16-17页 |
| 1.3.3 SiC的物理和化学性质 | 第17-18页 |
| 1.3.4 SiC材料的性能 | 第18-19页 |
| 1.4 SiC的掺杂 | 第19-20页 |
| 1.4.1 SiC的掺杂方法 | 第19页 |
| 1.4.2 SiC的n型和p型掺杂 | 第19-20页 |
| 1.4.3 稀土掺杂SiC的研究简介 | 第20页 |
| 1.5 场发射的基本原理及SiC一维纳米材料的场发射研究 | 第20-23页 |
| 1.5.1 场发射的基本原理 | 第20-21页 |
| 1.5.2 场发射理论及研究意义 | 第21-22页 |
| 1.5.3 SiC一维纳米材料场发射研究概况 | 第22-23页 |
| 1.6 密度泛函理论及material studio软件介绍 | 第23-26页 |
| 1.6.1 密度泛函理论简介 | 第23页 |
| 1.6.2 Hohenberg-Kohn理论 | 第23-24页 |
| 1.6.3 Kohn-Sham方程 | 第24-26页 |
| 1.7 本文选题依据、主要研究内容及创新点 | 第26-30页 |
| 1.7.1 本文的选题依据 | 第26-27页 |
| 1.7.2 本文的研究内容 | 第27-28页 |
| 1.7.3 本文的主要创新点 | 第28-30页 |
| 2 N、Ce及N/Ce共掺杂sic一维纳米材料的制备及表征方法 | 第30-40页 |
| 2.1 实验所用仪器与原材料 | 第30页 |
| 2.2 实验所用材料及预处理 | 第30-31页 |
| 2.2.1 碳源的预处理 | 第30页 |
| 2.2.2 硅源的预处理 | 第30-31页 |
| 2.2.3 稀土源 | 第31页 |
| 2.2.4 催化剂的制备 | 第31页 |
| 2.2.5 基片的预处理 | 第31页 |
| 2.2.6 氮源和保护气体 | 第31页 |
| 2.3 实验方法 | 第31-36页 |
| 2.3.1 实验装置 | 第31-33页 |
| 2.3.2 N掺杂SiC纳米线的制备工艺 | 第33-34页 |
| 2.3.3 N掺杂SiO_2包覆SiC同轴纳米电缆的制备工艺 | 第34-35页 |
| 2.3.4 Ce掺杂SiC纳米线的制备工艺 | 第35页 |
| 2.3.5 Ce与N共掺杂SiC纳米线的制备工艺 | 第35-36页 |
| 2.4 SiC一维纳米材料的场发射性能研究 | 第36-38页 |
| 2.4.1 场发射性能测试装置 | 第36-37页 |
| 2.4.2 超高真空系统 | 第37-38页 |
| 2.4.3 场发射性能评价参数 | 第38页 |
| 2.5 SiC一维纳米材料的主要表征方法 | 第38-40页 |
| 2.5.1 扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析 | 第38页 |
| 2.5.2 透射电镜(TEM)与选区电子衍射分析(SAED) | 第38页 |
| 2.5.3 X射线衍射分析(XRD) | 第38页 |
| 2.5.4 X射线光电子能谱分析(XPS) | 第38-40页 |
| 3 N掺杂SiC一维纳米材料 | 第40-65页 |
| 3.1 掺氮温度对N掺杂SiC纳米线的影响 | 第40-47页 |
| 3.1.1 掺氮工艺参数 | 第40页 |
| 3.1.2 产物微观形貌与结构分析 | 第40-43页 |
| 3.1.3 产物的元素分析 | 第43-45页 |
| 3.1.4 氨气气氛下N掺杂SiC纳米线的掺N机理研究 | 第45页 |
| 3.1.5 产物的场发射性能测试 | 第45-47页 |
| 3.2 掺氮时间对N掺杂SiC纳米线的影响 | 第47-50页 |
| 3.2.1 掺氮工艺参数 | 第47页 |
| 3.2.2 不同渗N时间SiC一维纳米材料的场发射测试 | 第47-49页 |
| 3.2.3 优选产物的微观形貌 | 第49-50页 |
| 3.3 N掺杂SiC的DFT计算及分析 | 第50-53页 |
| 3.4 N掺杂SiO_2包覆SiC同轴纳米电缆的场发射性能研究 | 第53-58页 |
| 3.4.1 N掺杂SiO_2包覆SiC同轴纳米电缆的制备 | 第53页 |
| 3.4.2 N掺杂SiO_2包覆SiC同轴纳米电缆的微观形貌分析 | 第53-55页 |
| 3.4.3 N掺杂SiO_2包覆SiC同轴纳米电缆的结构分析 | 第55页 |
| 3.4.4 N掺杂SiO_2包覆SiC同轴纳米电缆的XPS分析 | 第55-58页 |
| 3.5 场发射的三段模型机理 | 第58-63页 |
| 3.6 本章小结 | 第63-65页 |
| 4 Ce掺杂SiC纳米线的场发射性能研究以及第一性原理分析 | 第65-74页 |
| 4.1 Ce掺杂SiC纳米材料的工艺参数 | 第65-66页 |
| 4.2 不同Ce掺杂量SiC纳米线场发射性能的研究 | 第66-67页 |
| 4.3 产物的微观形貌分析 | 第67-68页 |
| 4.4 Ce掺杂SiC纳米线的结构分析 | 第68页 |
| 4.5 Ce掺杂SiC纳米线的掺杂机理分析 | 第68-70页 |
| 4.6 Ce掺杂SiC纳米线的第一性原理分析 | 第70-72页 |
| 4.7 Ce掺杂改善SiC纳米线的场发射机理分析 | 第72页 |
| 4.8 本章小结 | 第72-74页 |
| 5 Ce、N共掺杂对SiC纳米线场发射性能的影响 | 第74-84页 |
| 5.1 掺氮温度不同对Ce、N共掺杂SiC纳米线场发射性能的影响 | 第74-79页 |
| 5.1.1 掺N工艺参数 | 第74页 |
| 5.1.2 产物的场发射性能 | 第74-75页 |
| 5.1.3 产物的微观形貌 | 第75-77页 |
| 5.1.4 产物的能谱分析 | 第77页 |
| 5.1.5 产物的结构分析 | 第77-78页 |
| 5.1.6 Ce与N共掺杂SiC的掺杂机理分析 | 第78-79页 |
| 5.2 掺氮时间不同对Ce、N共掺杂SiC纳米线场发射性能的影响 | 第79-83页 |
| 5.2.1 掺氮工艺参数 | 第79页 |
| 5.2.2 Ce、N共掺杂SiC一维纳米材料的场发射测试 | 第79-80页 |
| 5.2.3 Ce、N共掺杂SiC纳米线的形貌与结构分析 | 第80-81页 |
| 5.2.4 Ce、N共掺杂SiC纳米线的场发射性能增强机理 | 第81-83页 |
| 5.3 本章小结 | 第83-84页 |
| 6 结论与展望 | 第84-86页 |
| 6.1 总结 | 第84-85页 |
| 6.2 展望 | 第85-86页 |
| 参考文献 | 第86-93页 |
| 致谢 | 第93-95页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获奖目录 | 第95-97页 |
