生长后的硅碳棒基片表面形貌如图4-3(a)所示。与图4-1比较发现，生长前后的硅碳棒基片表面形貌差异很大.在生长后的硅碳棒基片表面上，已经完全看不见圆孔的存在，取而代之的是条纹状薄膜的出现。采用机械方法将覆盖在硅碳棒基片表面的薄膜去掉，如图4-3 (b)，发现薄膜下仍有非常清晰的圆孔，圆孔的直径与硅碳棒基片相同，并且在填充了Ni的深孔中，确实生长出了某种物质。为了更加清楚地观察所生长材料的形貌特征，对样品的断面进行了表征，如图4-4所示.从图中可以清晰地看到:从填充了Ni的深孔中生长出了某种物质的柱状阵列，且微米柱的尺度基本上与硅碳棒基片上圆孔的尺度相同。对直径为20 m微米柱表层成份的进行EDS分析，如图4-5所示，结果表明:微米柱表层(穿透深度约12 m)的成分为:硅碳棒: 47.52% C:51.23%  Ni: 1.25%，考虑到EDS分析误差，微米柱中C, 硅碳棒原子平均百分比约为1: 1.因此，生长出的物质应该是硅碳棒微米柱。并且，从图4-4可以明确地看出，有催化剂Ni的情况下，生长出的硅碳棒微米柱厚度约为10 m，与圆孔深度几乎一致;而没有催化剂的情况下，仅仅在硅碳棒基片表面生长出了一层薄膜。因此，通过SEM的断面分析，可以看出，试验中有催化剂Ni的区域生长速率明显快于没有催化剂Ni的区域。

    图4-6给出了单个硅碳棒微米柱的断面形貌，从图中可以明确地看出，自组装生长的硅碳棒微米柱不是空心的，而是实心的微米柱。同时，对硅碳棒微米柱剖面的中心区域进行EDS成份分析如图4-7所示，结果表明:C原子，硅碳棒原子和Ni原子的原子百分比分别为50.56% 48.40%和1.04%.实验结果与硅碳棒微米柱表面的EDS结果相吻合，说明整个微米柱无论是表面还是中心区域，成分均匀，应该是硅碳棒微米柱.采用机械方法去掉表面覆盖层后，所观察到硅碳棒微米柱阵列的定位生长特性并不是特别明显(如图4-3伪)所示)，为了更加清楚和直观地观察到硅碳棒微米柱阵列的定位生长特性，我们采用粒子束刻蚀技术对图4-3所示的材料表面进行抛光处理，去掉如图4-3所示的表面条形薄膜以后，可以清晰地从表面观察到排列整齐的硅碳棒微米柱阵列，如图4-8所示。硅碳棒微米柱的尺度分别为5 m 10 ,m和20 m也与初始开孔尺度相同，所生长的 硅碳棒微米柱表面光滑、平整，并且生长出的硅碳棒微米柱是实心的，如图4-8(b)所示。对硅碳棒微米柱中心位置进行EDS分析，如图4-9，结果表明:C原子，硅碳棒原子和Ni原子的原子百分比分别为50.62% 48.30%和1.08%，考虑到EDS分析误差，生长出的是硅碳棒微米柱.采用离子束刻蚀后，从表面分析得到的实验结果与前面断面分析得到的实验结果一致。www.zbqunqiang.cn