生长时间对硅碳棒晶须的影响生长时间也是影响硅碳棒晶须生长的重要因素。图3-15为不同时间生长出的硅碳棒晶须表面形貌图.实验中，将H2流量控制为500SiH4和CZHz作为反应气体，流量分别为2和4 scan;反应室总压控制为60 Tort，生长温度Et 11 SO0C.个牛长秦拌与前面VLS生长机制研究合成硅碳棒晶须的条件相同.从实验结果可以看出，在硅碳棒晶须生长初期，Ni-Si小液滴在Si基片表面收缩成一个个的小球，随着反应时间的增加，单位面积上生长出的硅碳棒晶须的数量增多。这是由于VLS生长过程包括成核和生长两个阶段，其中成核阶段的影响因素主要有合金小液滴的形成及其过饱和程度，反应室气压以及生长温度等，其中合金小液滴的形成及其过饱和程度是影响硅碳棒晶须成核的重要因素.从大量的实验可以看出，在晶须生长的成核阶段，成核密度会随着反应时间的增加而增加。对于VLS生长的复杂性，晶须生长的孕育期随反应物以及反应设备的不同为改变。其中，孕育期是指晶须生长成核到长出的时间段。对于我们的实验而言，当催化剂Ni薄膜的厚度是100^300 nm时，孕育期约为7^- 8分钟，10分钟之后已完全合成硅碳棒晶须，虽然VLS生长机制在上世纪60年代就提出了，但整个VLS生长过程非常复杂，影响硅碳棒晶须生长的因素还有很多，例如，气体种类、反应室结构等等。本章利用Ni做催化剂，SiH4和CzH2作为反应气体，在Si基片表面生长出了一维硅碳棒晶须。

    1.通过EDS XRD以及TEM分析表明，生长出的晶须为p-硅碳棒。并且通过硅碳棒晶须的透射电子选区衍射分析，表明:硅碳棒晶须良好的结晶特性。

    2.通过对硅碳棒晶须生长过程的研究表明:硅碳棒晶须是以VLS生长机理合成的，催化剂Ni在生长初期形成催化剂小液滴，以Ni-Si液相合金存在。在整个实验过程中，反应气体分解得到的Si, C原子，进入催化剂液滴，当达到过饱和时，在液一固(L-S)界面析出，从而得到硅碳棒晶须。因此，催化剂是硅碳棒晶须以VLS生长机理合成的关键。

    3.探索了各个生长因素对硅碳棒晶须合成的影响，发现影响硅碳棒晶须生长的因素有很多:随着催化剂厚度的增加，合成的硅碳棒晶须的直径逐渐变大，最后当催化剂过多时，生长出了质量较好的3C-硅碳棒薄膜;HZ流量的增大，会抑制硅碳棒晶须的生长，当玩流量过大时，完全阻止硅碳棒晶须的生长;随着生长温度的增加，合成的硅碳棒晶须直径逐渐变大，生长温度过高时，C和Si原子在催化剂表面直接生成硅碳棒薄膜，从而抑制了硅碳棒晶须的生长;通过反应室气压的变化，成功地合成了针状的硅碳棒晶须。因此，可通过对催化剂、生长条件等实现对硅碳棒自组装生长的控制。www.zbqunqiang.cn