NEW ADVANCES IN THE SYNTHESIS OF SiC-BASED NANOWIRES AND BN NANOTUBES, STUDY OF THE PHYSICAL PROPERTIES OF AN INDIVIDUAL SiC-BASED NANOWIRE
NOUVEAU PROCEDE DE CROISSANCE DE NANOFILS A BASE DE SiC ET DE NANOTUBES DE BN, ETUDE DES PROPRIETES PHYSIQUES D'UN NANOFIL INDIVIDUEL A BASE DE SiC
Résumé
This study is focused on SiC nanowires (NWs) and BN Nanotubes (NTs). A new process, based on the high-temperature (1400°C) reaction of carbon precursors with silicon precursors on the surface a graphite plate, was found to yield mass-production of SiC NWs. The main advantages of this process are the low-cost of the ensuing NWs, no requirement of any purification step, and the possibility to generate in situ a coating on the NWs surface with tunable chemical composition (silica or carbon) and tunable thickness. Chemical and Structural modifications of these SiC NWs have been performed and yielded multifunctional 1D nanostructures, incorporating for instance BN and ZnO. The process was successfully extended to the synthesis of BN NTs. The latter have also been prepared by template route associated with the polymer-derived ceramics approach. Borazine, H3B3N3H3, was used as molecular precursor. Advances towards applications were performed with the localization of SiC NWs onto Si or SiC substrates, and the successful incorporation of SiC NWs into inorganic matrices. Physical properties of an individual SiC NW was studied by Raman Spectroscopy and Field Emission.
Les nanofils (NFs) à base de SiC et les nanotubes (NTs) de BN ont fait l'objet de ce travail de thèse. Un nouveau procédé de synthèse de NFs SiC a été mis au point. Il est basé sur la pyrolyse à 1400°C de précurseurs de silicium et de carbone à la surface d'un support de condensation en graphite. Les avantages de ce procédé sont le faible coût des NFs SiC produits, l'absence d'étape de purification post-synthèse et la possibilité de générer in situ un revêtement à la surface des nanofils de nature chimique (silice ou carbone) et d'épaisseur modulable. Des modifications chimiques et structurales de ces NFs ont permis de synthétiser des nanostructures 1D multifonctionnelles, notamment à base de BN et ZnO. Ce procédé a été étendu avec succès à la fabrication de NTs BN. Ces derniers ont également été préparés par voie template à partir du borazine, H3B3N3H3, un précurseur moléculaire de BN. Une avancée vers les applications a été réalisée avec la localisation de la croissance des NFs SiC sur substrat Si ou SiC et l'incorporation des NFs en matrice inorganique. Les propriétés physiques d'un NF SiC individuel ont été étudiées par Spectroscopie Raman et par émission de champ.
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