硅納米線的制備及其在氨氣傳感器上的應用.pdf

1、硅納米材料具有小尺寸效應，庫倫阻塞效應等特性，使它在納米限域方面發(fā)揮了獨特的性能。同時它還易與當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用已成為當今研究者們研究的熱點問題。與體硅材料相比，硅納米線具有更加活潑的化學性質(zhì)和較好的光學特性，所以它很好地彌補了體硅材料在某些方面的不足。在未來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用前景。
　　當今越來越多的科研人員對硅納米線的制備產(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兩種不同的生長機理，利用高溫管式爐分別在硅襯底和藍寶石襯底上生長硅納米線。高溫管式爐具有操作簡單，對實驗條件要求不是很高等優(yōu)點。通過掃描電子顯微鏡(SEM)，EDS，X射線衍射等方法對生長出的硅納米線進行分析，并且詳細闡述了催化劑厚度，載氣流量，生長溫度，襯底表面平整度等因素對硅納米線生長的影響。利用SLS機理生長時，1000℃為最佳的生長

3、溫度。當載氣流量為75sccm時，在襯底表面觀察到大面積密集的硅納米線。利用VLS機理生長時，金層厚度在幾十納米的范圍內(nèi)時，金層越厚硅納米線生長的速率越快。另外溫度梯度也是影響硅納米線生長的一個重要因素。通過XRD的分析，得出硅在[111]方向的擇優(yōu)生長質(zhì)量要優(yōu)于其他的方向。
　　我們利用基于硅襯底和藍寶石襯底的硅納米線制作出對氨氣具有非常高靈敏度的氨氣傳感器。經(jīng)過對比，基于藍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