明即使是在生长结束以后，硅碳棒金属Ni都没有完全耗尽，表明在整个生长过程中，始终有足量的催化剂。催化剂的多少，直接决定在Si基片上以VLS生长机制合成的是硅碳棒还是硅碳棒薄膜。其生长示意图，如图3-11所示。随着温度的增加，金属Ni膜逐渐成为液态的Ni-Si合金.由于Ni-Si合金与Si基片之间存在的“浸润”现象存在，当催化剂较薄时，Ni-Si液相合金在Si基片上逐步收缩成一个个的小球也就是通常所说的小液滴，如图3一所示，SiH4和CH4分解得到的Si和C原子从气相一液相(V L)界面以类似于溶质的形式进入Ni-Si液相合金，并且随着“溶解”的Si和C原子的增多，达到过饱和状态，从而在液相一固相(L-S )界面上析出，随着反应的不断进行，析出的SiC不断的增多，最后得到硅碳棒，生长出的硅碳棒直径与Ni-Si小液滴直径相同。而随着催化剂厚度逐渐变大时，Ni-Si液相合金的直径将逐步增大，因此硅碳棒直接随着催化剂厚度的增加而不断增大，如图3-9 (a)(b)(c)和(d)所示。当催化剂厚度增大到一定程度时，Ni-Si液相合金在Si基片表面只收缩成一个完整的液滴，催化剂液滴铺满整个Si基片，同样的Si和C原子在L-S界面析出，从而生长出了SiC薄膜。

    硅碳棒生长对氢气流量的改变非常敏感，实验中将生长温度设定为12500C。HZ流量在500^' 1500 scan之间变化，CzH2和SiH4的流量分别是2.5 sccm和5 sccm:生长时间为30分钟，反应室气压设定为60 Torre图3-12是在不同H2流量下，实验后样品表面的SEM图片。由图可知，在H:流量为500和1000 scan时，在样品表面观察到了硅碳棒的存在，并且随着HZ流量地不断增大，生成晶须的密度明显减少;当HZ流量为1500 scan时，样品表面没有观察到硅碳棒的存在，取而代之的是大面积的，大小为几十到数百个纳米的颗粒，如图3-12 (c)所示，对这些颗粒进行EDS分析发现C,Si和Ni的原子百分含量分别为46.04%, 47.08%和6.88%，因此，生长出的颗粒是SiC颗粒。也就是说，当H2流量为1000sccm时，样品表面生长出了少量的晶须，而随着H2流量进一步增大，H2流量为1500 scan时，晶须的生长被完全抑制，最后沉积出了SiC颗粒。www.zbqunqiang.cn