硅納米線(xiàn)的制備及其在氨氣傳感器上的應(yīng)用.pdf

1、硅納米材料具有小尺寸效應(yīng)，庫(kù)倫阻塞效應(yīng)等特性，使它在納米限域方面發(fā)揮了獨(dú)特的性能。同時(shí)它還易與當(dāng)前成熟的集成電路工藝相兼容，所以硅納米材料的制備與應(yīng)用已成為當(dāng)今研究者們研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。與體硅材料相比，硅納米線(xiàn)具有更加活潑的化學(xué)性質(zhì)和較好的光學(xué)特性，所以它很好地彌補(bǔ)了體硅材料在某些方面的不足。在未來(lái)的納米電子器件和硅集成電路方面，硅納米材料具有非常好的應(yīng)用前景。
　　當(dāng)今越來(lái)越多的科研人員對(duì)硅納米線(xiàn)的制備產(chǎn)生了濃厚的興趣，主要制備方

2、法包括:激光燒蝕法，熱蒸發(fā)法，化學(xué)氣相沉積法(CVD)，溶液法，刻蝕法等等。本文依據(jù)SLS和VLS兩種不同的生長(zhǎng)機(jī)理，利用高溫管式爐分別在硅襯底和藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)硅納米線(xiàn)。高溫管式爐具有操作簡(jiǎn)單，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求不是很高等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)，EDS，X射線(xiàn)衍射等方法對(duì)生長(zhǎng)出的硅納米線(xiàn)進(jìn)行分析，并且詳細(xì)闡述了催化劑厚度，載氣流量，生長(zhǎng)溫度，襯底表面平整度等因素對(duì)硅納米線(xiàn)生長(zhǎng)的影響。利用SLS機(jī)理生長(zhǎng)時(shí)，1000℃為最佳的生長(zhǎng)

3、溫度。當(dāng)載氣流量為75sccm時(shí)，在襯底表面觀察到大面積密集的硅納米線(xiàn)。利用VLS機(jī)理生長(zhǎng)時(shí)，金層厚度在幾十納米的范圍內(nèi)時(shí)，金層越厚硅納米線(xiàn)生長(zhǎng)的速率越快。另外溫度梯度也是影響硅納米線(xiàn)生長(zhǎng)的一個(gè)重要因素。通過(guò)XRD的分析，得出硅在[111]方向的擇優(yōu)生長(zhǎng)質(zhì)量要優(yōu)于其他的方向。
　　我們利用基于硅襯底和藍(lán)寶石襯底的硅納米線(xiàn)制作出對(duì)氨氣具有非常高靈敏度的氨氣傳感器。經(jīng)過(guò)對(duì)比，基于藍(lán)寶石襯底的氨氣傳感器的性能要明顯優(yōu)于硅襯底的氨氣傳感器