单晶钨纳米片/带的气相合成及其力学性能

陈国良¹，刘俊¹，田蜜¹，侯丽珍^2,3，贺跃辉²，王世良^1,2，董虹星⁴

1. 中南大学物理与电子学院2. 中南大学粉末冶金国家重点实验室3. 湖南师范大学物理与信息科学学院4. 杭州科技职业技术学院机电工程学院

摘 要：采用气态WO2(OH)2和H2作为反应气氛,通过化学气相沉积合成厚度100~300 nm、边长10~60μm的单晶W纳米片/带,通过SEM、TEM和EDS等测试分析手段对产物的形貌、结构和元素成分进行系统表征。结果表明:晶体生长热力学(表面能最小)和动力学(竞争生长)条件分别在单晶W纳米片/带的规则几何外形和二维生长方式中起到决定性作用,据此提出了单晶W纳米片/带的生长模型。纳米压痕仪测试结果表明,Si(100)基底上W纳米片的硬度和弹性模量分别为6.3 GPa和176 GPa。分别从表面氧化层,基底与纳米片之间非理想接触和基底效应等3个方面对测试结果进行了分析和讨论。

关键词：钨;纳米片;化学气相沉积;纳米压痕;