本文關(guān)鍵詞：低維硅納米結(jié)構(gòu)的制備及其性能研究　出處：《南京郵電大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：低維Si半導(dǎo)體納米材料具有很多特殊的物理和化學(xué)性質(zhì),在光電子和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都有很大的潛在應(yīng)用前景,因此,低維Si半導(dǎo)體納米材料成為了科學(xué)界的研究熱點(diǎn)。在論文中主要制備和研究了兩種低維的Si納米結(jié)構(gòu),一種是無序的Si量子,另一種是有序的Si納米柱。論文中主要以化學(xué)腐蝕方法制備出小尺寸Si量子點(diǎn),通過TEM、XRD等測試手段對其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征,TEM圖像表明制備所得的Si量子點(diǎn)平均尺寸為1.7 nm,粒子平均密度約為7.52×1011顆/cm2,XRD測試表明以化學(xué)腐蝕方法制備出的產(chǎn)物主要是不同晶面的Si量子點(diǎn)。通過PL譜對制備所得的Si量子點(diǎn)進(jìn)行光學(xué)性能分析,PL譜表明Si量子的水溶液在紫藍(lán)光區(qū)域表現(xiàn)出強(qiáng)的、穩(wěn)定的光致發(fā)光現(xiàn)象。PL分析與計算結(jié)果表明,Si量子點(diǎn)的可調(diào)諧藍(lán)光發(fā)射特性可歸因于量子限制效應(yīng)模型。在此基礎(chǔ)上以沉積的方法制備出納米晶Si固體薄膜,XPS分析表明納米晶Si固體薄膜表面的主要成分是硅元素。通過PL譜對制備所得的納米晶Si固體薄膜進(jìn)行光學(xué)性能分析,PL譜分析表明制備出的納米晶Si固體薄膜在紫藍(lán)光區(qū)域可調(diào)諧發(fā)光,很好的保留了Si納米顆粒的原有屬性,其發(fā)光現(xiàn)象也可歸因于量子限制模型。同時還利用納米膠體晶體刻蝕方法制備出有序的Si納米柱陣列,通過SEM、AFM等測試手段對其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征,SEM和AFM圖像表明制備所得的有序Si納米柱的平均尺寸為120nm。并以此納米Si柱為敏感層制備濕敏傳感器,對濕敏傳感器的性能研究表明以納米Si柱為敏感層的濕敏傳感器具有較高的靈敏度且響應(yīng)和恢復(fù)時間較短。
[Abstract]:Low dimensional Si semiconductor nano materials have many special physical and chemical properties, have great potential applications in optoelectronic and biomedical fields, therefore, the low dimensional Si semiconductor nano materials has become a research hotspot in the field of science. In this paper, the main research and preparation of two kinds of low dimensional Si nanostructures, a Si is a quantum disordered, the other is a Si nano column order. This thesis mainly to chemical etching method to prepare small size Si quantum dots by TEM, the structure and morphology characterization of XRD test methods, TEM images show that the average size of Si quantum dots prepared for 1.7 nm particles the average density is about 7.52 * 1011 /cm2, XRD tests show that the chemical corrosion method for product preparation is mainly different crystal faces of Si quantum dots. The optical performance analysis based on PL spectrum of Si quantum dots on prepared, PL spectra show that Si quantum of water The solution in the violet blue light region showed strong and stable photoluminescence.PL analysis and calculation results show that the tunable blue emission can be attributed to the quantum confinement effect model of Si quantum dots. On the basis of the deposition method to prepare nanocrystalline Si thin solid films, XPS analysis showed that the major components of the surface of nano Si solid film is amorphous silicon elements. Through the analysis of optical properties of PL spectra of nanocrystalline Si films prepared on solid, PL spectral analysis showed that the nano Si solid thin film prepared by tunable luminescence in the purple blue area, very good to retain the original properties of Si nanoparticles, the luminescence phenomenon can be attributed to the quantum confinement model. Also the use of nano colloidal crystal etching method to fabricate Si nanowire arrays, ordered by SEM, the structure and morphology characterization of AFM test methods, SEM and AFM images show that the preparation The ordered Si nano column has an average size of 120nm., and a sensitive sensor based on nano Si column is used to prepare the humidity sensor. The performance of the humidity sensor shows that the humidity sensor with nano Si column as the sensitive layer has high sensitivity and short response time and recovery time.

【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1

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本文編號：1414604