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SiC纳米线具有低的开启电场和高的电流密度,而且场发射性能稳定,是非常理想的场发射阴极材料,探索多种途径以进一步提升SiC纳米线的场发射性能,为其在纳米光电子器件、真空微电子器件等领域的实际应用奠定实验和理论基础,是一项极具挑战而又急需解决的研究课题。本文在课题组前期所研究的La掺杂SiC纳米线的基础上,采用两步法分别制备了高质量的La-N共掺及La2O3修饰改性的SiC纳米线;采用场发射测试系统对产物进行了场发射性能测试;采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法,对La掺杂及La-N共掺杂的SiC纳米线进行模拟计算。主要研究结果如下:通过化学气相沉积法与气相渗氮法相结合的两步法制备出La-N共掺杂SiC纳米线。系统研究了渗氮温度、渗氮时间对产物形貌及场发射性能的影响,并以场发射性能作为考核指标,获得的优选工艺为:氮掺杂温度为800℃,掺杂时间为180 min。优选工艺条件下制备产物的镧掺杂量为0.96 at%,氮掺杂量为2.28at%,产物具有最优的场发射性能,其开启电场为0.8 V?μm-1,阈值电场为2.6V?μm-1。通过两步化学气相反应法制备出La2O3修饰改性的SiC纳米线,系统研究了不同La加入量及保温温度对产物形貌及场发射性能的影响规律,并以场发射性能作为考核指标,获得到的优选工艺为:LaCl3(0.01g·ml-1)加入量为1.5 ml,保温温度为1000℃,优选工艺下产物具有最优的场发射性能,其开启电场为开启电场为1.7 V·μm-1,阈值电场为3.2V·μm-1。通过第一性原理计算研究了不同La掺杂量及不同比例La-N共掺杂SiC纳米线的能带结构与态密度的变化规律。结果表明:在一定范围内,随着La掺杂量的增加,SiC的带隙逐渐变窄,从而导致价带中的电子更容易向导带跃迁,从理论上解释了La掺杂SiC纳米线场发射性能增强的原因;当La与N共掺杂时,价带顶与导带底同时引入了La的5d能级与N的2p能级,从而使价带低顶朝着高能方向移动,导带底朝着低能方向移动,使带隙变窄,而且随着N掺杂比例的增加,带隙先减小后增加,当La与N掺杂比例为1:2时,带隙最窄,说明La与N共掺杂SiC纳米线时,La、N掺杂比例的最佳值为1:2左右,这与实验结果基本一致。