一种制备Si基TaSi₂纳米尖锥阵列的方法

摘要

一种制备Si基TaSi₂纳米尖锥阵列的方法，通过激光悬浮区熔定向凝固方法进行定向凝固，得到TaSi₂在Si基体上均匀分布的试样棒。采用HNO₃/HF腐蚀液，通过刻蚀的方法在试样的表面制备出TaSi₂尖锥阵列。得到的TaSi₂纳米尖锥阵列的高度为2.5-7.5μm,曲率半径为54-140nm，阵列的长/径比达到了35：1。本发明制备的Si基体上TaSi₂的均匀性比较好，面密度达到了1.4×10⁷rod/cm²，直径达到了纳米级别。与现有技术中长/径比为2：1的阵列相比，其场发射性能有了很大的提高，可应用于场发射显示器件，以及场效应二极管，平板显示器，传感器等器件。

主权项

一种制备Si基TaSi₂纳米尖锥阵列的方法，其特征在于，具体过程是：步骤一，制备Si‑TaSi₂共晶自生复合材料试样棒：采用现有技术，制备Si‑TaSi₂共晶自生复合材料铸锭，并通过激光悬浮区熔定向凝固方法进行定向凝固，得到TaSi₂在Si基体上均匀分布的试样棒；所述定向凝固的温度梯度为7000K/cm，凝固速率为200μm/s，激光功率为800W；步骤二，配制腐蚀液：所述腐蚀液总量为120ml，由浓度为65％HNO₃与浓度为40％HF配制而成；HNO₃：HF＝5:1～2，所述HNO₃与HF的比例为体积比；将称量好的HNO₃与HF置于高密度聚乙烯瓶内并混合均匀，得到腐蚀液；所述腐蚀液的温度为25℃并保温；步骤三，制备TaSi₂纳米尖锥阵列：在试样棒的稳态区沿该试样棒的横截面截取试样；将所述的试样放置在保护套内，并对该试样待刻蚀的表面进行常规金相处理；将放置有试样的保护套置于腐蚀液内，对试样的表面进行各向同性湿法腐蚀；腐蚀时间为60～1800s；腐蚀结束后，迅速将试样浸入到去离子水中洗涤10min；得到表面制备有TaSi₂尖锥阵列的试样。