为了进一步显示VLS自组装工艺与传统CVD工艺之间的差异，我们对比研究了传统CVD工艺制备硅碳棒薄膜的形貌，如图5-5所示。在生长出的硅碳棒薄膜表面存在微管缺陷，直径约为1Eun，微管边缘呈现明显的螺旋状生长特征，与文献报道一致。除了微管外，与VLS机制生长出的硅碳棒薄膜相比，整个硅碳棒薄膜表面没有明显的台阶结构，表面平整。实验采用的C/Si比为2.5，富C的状态使得基片表面不可能像VLS生长机理一样有液态Si存在，生长发生在气一固(V-S)的界面。根据薄膜生长机理，薄膜将优先沿硅碳棒基片表面的微管边缘进行成核生长。同时，在传统的CVD生长条件下，由于缺乏液态物质作为媒质，沉积在基片表面的原子运动距离短，对微管的封堵能力相对较差，使得最后生长出的薄膜“继承了”来自基片的微管缺陷.为了进一步研究VLS生长机制对封闭微管的作用，将采用VLS机理生长出的硅碳棒薄膜(如图5-2所示)，放入熔融的KOH中进行腐蚀，腐蚀后的表面如图5-6所示。与腐蚀前的薄膜(图5-2)比较发现，腐蚀前后的硅碳棒薄膜表面形貌变化很大，说明生长的硅碳棒薄膜已经被熔融的KOH腐蚀;并且在腐蚀后的硅碳棒薄膜表面，发现了与图S-S尺寸类似的硅碳棒微管。因此，VLS生长机制能有效地在硅碳棒外延薄膜表面封闭微管。在一些文献中也提到，在外延薄膜表面，封闭微管处会出现“线形坑而以VLS自组装生长工艺外延的硅碳棒薄膜表面(如图5-2)，没有发现类似的结构.并且，从腐蚀后的硅碳棒薄膜(如图5-5)形貌上看，VLS机制确实有效地封闭了微管，这种差异主要是由不同的生长机理造成的.采用传统CVD生长方法，薄膜的生长发生在气一固(V-S)界面处，即使以较小的C/Si比保证外延过程中始终有过量的Si原子，仅仅只是增加了基片表面原子的运动能力，硅碳棒薄膜依然会在微管附近优先成核，从而生长出“线形坑”或者“螺旋状台阶”构;而采用VLS生长机制，由于薄膜表面有大量的液态Si,硅碳棒薄膜生长发生在液态Si与基片，即液.固(L-S)界面上，不存在优先成核的区域，在微管区域会发生类似于Powell等人[63,64]所提到的硅碳棒横向生长，即微管附近的硅碳棒薄膜，在生长初期会沿垂直于基片表面的方向生长，当到达一定厚度后，会沿平行于基片表面方向横向生长，从而封闭微管，最后继续沿垂直于基片表面的方向生长，从而在硅碳棒基片表面封闭微管，得到表面没有类似于“线形坑”或“螺旋状台阶”结构的硅碳棒同质外延薄膜。因此，与CVD法采用较小的C/Si比在薄膜表面封闭微管相比，采用VLS生长机理封闭微管具有更好的表面形貌。（P79） www.zbqunqiang.cn