硅納米線陣列的制備及性能研究.pdf

1、硅材料的禁帶寬度較窄，為間接帶隙半導體，發(fā)光效率很低。當硅材料的尺寸減小至納米尺寸時，由于量子尺寸效應(yīng)，硅的禁帶寬度變大，由間接帶隙變?yōu)橹苯訋叮l(fā)光效率大幅度增加，可在光電領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前硅納米材料的制備方法多種多樣，如何采用簡單的、可工業(yè)化生產(chǎn)的方法制備硅納米材料是目前存在的一個問題。本文分別對硅納米線陣列的制備及多孔硅納米線陣列在光催化方面的應(yīng)用展開系統(tǒng)深入的研究。
　　 1．采用一步化學刻蝕法制備了硅納米線陣列，

2、通過掃描電鏡對制備的樣品進行表征，分析了硝酸銀濃度、氫氟酸濃度、溫度以及腐蝕時間等實驗參數(shù)對硅納米線陣列結(jié)構(gòu)的影響，從而獲得優(yōu)化硅納米結(jié)構(gòu)的合成參數(shù)范圍為：HF濃度：3.6M-4.8M; AgNO3濃度：0.01M-0.02M;反應(yīng)溫度：25℃-50℃；反應(yīng)時間：30min-60min。通過XRD衍射分析表明制備的硅納米線陣列為單晶結(jié)構(gòu)，對硅納米線陣列的拉曼光譜、反射光譜進行了分析表征，并對硅納米線陣列的形成機理進行了分析。
　　

3、 2．采用兩步刻蝕法制備了多孔硅納米線陣列，通過掃描電鏡、高分辨透射電鏡對其微觀形貌及結(jié)構(gòu)進行了分析表征，結(jié)果表明多孔硅納米線陣列保持了基體硅片的晶體結(jié)構(gòu)，孔道直徑在2-20nm之間。采用簡單的化學方法對多孔硅納米線陣列分別進行了氫終端、鉑粒子、金粒子等功能修飾。通過FTIR、XRD、SEM對不同方法表面修飾的多孔硅納米線陣列的表面結(jié)構(gòu)、化學組分進行了表征。
　　 3．以羅丹明B與亞甲基藍的降解實驗研究了幾種不同表面修飾的多孔

4、硅納米線陣列的光催化性能。發(fā)現(xiàn)以多孔硅納米線陣列、Pt修飾多孔硅納米線陣列及Au修飾多孔硅納米線陣列作催化劑的情況下，羅丹明B的吸光度變化很小；而在氫終端多孔硅納米線陣列存在的情況下，吸光度變化很大?？梢娡ㄟ^HF處理后多孔硅納米線陣列的光催化能力得到了明顯的提高，而金屬修飾卻對多孔硅納米線陣列的光催化性能幾乎沒有任何改善。催化實驗表明氫終端多孔硅納米線陣列具有優(yōu)異的光催化能力，分析了表面功能修飾改善硅納米線陣列光催化性能的理論機制，結(jié)果