方形硅納米孔洞的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、硅納米材料特別是一維納米硅材料由于其在尺寸上的特點(diǎn),表現(xiàn)出與體材料不同的量子限域效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和表面效應(yīng)等特點(diǎn),并表現(xiàn)出奇特的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)和化學(xué)等性能,已經(jīng)成為國際半導(dǎo)體材料和納米領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　 集成電路及光伏器件等基本上都是以硅作為襯底的。因此把硅納米線、硅納米孔洞、多孔硅及硅納米管等一維納米結(jié)構(gòu)與硅片結(jié)合起來,將對(duì)硅納米材料的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
　　 本文在不采用任何

2、模板和特別技術(shù)下,采用金屬輔助化學(xué)腐蝕法,同時(shí)結(jié)合硅的各向異性腐蝕制備出了大面積具有同一尺寸的方形硅納米孔洞結(jié)構(gòu),對(duì)影響方形硅納米孔洞生長(zhǎng)的因素進(jìn)行了初步探索。
　　 由于金屬銀納米顆粒對(duì)硅的腐蝕有重要的輔助催化作用,且分散的金屬銀納米顆粒更有利于硅納米孔洞的生長(zhǎng),所以重點(diǎn)進(jìn)行了銀納米顆粒形貌的控制研究。通過改變銀膜厚度、升溫和降溫速度、保溫時(shí)間和保護(hù)氣氛等退火條件,研究了不同的工藝參數(shù)對(duì)銀納米顆粒形成的影響,最后得到分散性較好

3、的銀納米顆粒的合成條件為:銀膜厚度為8～10nm,以氬氣為保護(hù)氣體,升溫速度為100℃／min,降溫速度為20℃／min,在退火溫度為300℃下對(duì)樣品進(jìn)行退火。
　　 通過改變刻蝕溶液的濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等刻蝕條件,研究了不同工藝參數(shù)對(duì)方形硅納米孔洞形成的影響。結(jié)合金屬催化機(jī)制和硅的各向異性腐蝕機(jī)理解釋了方形硅納米孔洞形成原因。獲得了制備方形硅納米孔洞結(jié)構(gòu)的優(yōu)化條件:氫氟酸的濃度為2～5Mol／L,雙氧水的濃度為0.3～0