摘要MnSi二元合金既有半导体性质也有磁性质，因而是自旋电子学应用领域中非常重要的一种材料。本论文将采用化学气相沉积法，通过高温分解MnCl2获得Mn蒸气，并让其与Si<100>基片发生反应获得MnSi金纳米线。通过改变实验条件（如温度、压强、反应时间等），生长一系列不同组份和晶相结构的MnSi纳米线。采用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等对纳米线的结构和形貌进行表征，并根据表征结果进一步优化实验条件，从而掌握此类纳米线的生长规律，并实现可控生长。74876

Abstract  MnSi alloy is an important material in the application field of spintronics because it possesses both semiconductor and magnetic properties。 In this thesis, we have fabricated MnSi nanowires by chemical vapor deposition method, using MnCl2 powder as the source of Mn which reacts with Si<100> surfaces at high temperature。 A series of MnSi nanowires with different chemical compositions and crystalline phases have been synthesized through changing experiment conditions, such as temperature, pressure, and reaction time。 The crystal structure and surface morphology have been characterized by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM)。 After optimization of the experimental conditions according to the characterization, we have further understood the principle of the nanowire growth and realized the controllable growth of nanowires。

毕业论文关键词：MnSi合金；纳米线；化学气相沉积 ；

Keywords: manganese-silicide alloy; nanowire; chemical vapor deposition; 

目   录

1。 引 言 4

2。 实验方法 5

2。1 实验装置 5

2。2 纳米线制备方法及条件 6

2。3 扫描电子显微镜的表征方法 7

3。 实验结果与讨论 8

3。1 管式炉炉温定标 8

3。2 反应温度对纳米线生长的影响 9

3。3 反应时间对纳米线生长的影响 10

3。4 样品成分和晶相分析 13

4。 结 论 15

参考文献 16

致谢 17

1。 引 言

纳米材料，特别是纳米磁性材料是当前的热门研究材料，它对于信息的储存、转化等方面具有很重要的实际应用意义。在纳米磁性材料的研究中，金属硅化物因表现出丰富的光电特性和磁特性，成为当前的研究热点[1]。金属硅化物中的典型代表是锰硅合金，它具有很多奇特性质，如MnSi单晶纳米线表现出巡游螺旋磁特性[2,3]；Mn4Si7单晶纳米线在居里温度（120 K）以下表现出铁磁性并具有较低的电阻率（2。5 × 10-3 Ωcm）[4]。锰硅合金与大多数金属硅化一样，因两种元素化学配比不同而具有7个互相平衡的相，分别是MnSi1。8、MnSi、Mn5Si3、Mn5Si2、Mn3Si、Mn4Si和Mn6Si[1,5,6]。论文网

锰硅纳米线的生长有很多方法，目前研究比较热门的是化学气相传输（CVT）法和化学气相沉积（CVD）法。

（1）化学气相传输法[7]

化学气相传输法利用原材料和传输媒介物之间的某些可逆反应，先得到目标相的前驱物。然后，由这个前驱物提供所需的元素，在基片上生成我们想要的纳米线，如图1所示[1,7]。

图1 化学气相传输制备金属硅化物纳米线