本文選題：硅納米線 + 金屬輔助化學(xué)刻蝕�。� 參考：《西南科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著納米技術(shù)的發(fā)展,單晶硅納米線(silicon nanowires,SiNWs)作為一維納米材料,其優(yōu)異的光電性能,使其在硅基納米光電子器件及傳感器等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。在納米尺度下,不同的微觀結(jié)構(gòu)、不同的微觀尺寸以及不同的微觀形貌使其性能具有很大的差異性。因此,大區(qū)域可控的硅納米線陣列的制備,以及基于光刻技術(shù)的硅基圖形化研究,在納米/微米尺度的光電子器件性能改進(jìn)上具有重大的意義。在本實(shí)驗(yàn)中,首先我們通過結(jié)合納米球掩模板法(nanosphere lithography,NSL)和金屬輔助化學(xué)刻蝕法(metal-assisted chemical etching,MACE)獲得了長(zhǎng)度、間距和直徑均可控的大區(qū)域單晶硅納米線陣列。在納米球掩模板制備中通過利用掠角沉積(陰影效應(yīng))的原理,以一定傾斜角(60°)濺射的方法獲得了小孔徑大間距的Au網(wǎng)孔,從而避免了PS球在NSL過程中球形度發(fā)生嚴(yán)重畸變,為隨后硅納米線的掩模板刻蝕作好充分的準(zhǔn)備。我們獲得的硅納米線長(zhǎng)度達(dá)到20μm而不團(tuán)聚,納米線間距從300nm到1000nm可調(diào)節(jié),納米線直徑在亞微米級(jí)可控,區(qū)域達(dá)到厘米量級(jí)。同時(shí)我們也研究了溶液濃度、腐蝕溫度和腐蝕時(shí)間等工藝條件對(duì)硅納米線陣列的影響。不同的溶液濃度不僅會(huì)使硅納米線陣列發(fā)生錐形化,而且還影響硅納米線形貌特征;當(dāng)腐蝕溫度過低時(shí),刻蝕過程中氧化還原化學(xué)反應(yīng)的速率較慢,使得硅納米線的刻蝕很難發(fā)生,而刻蝕的溫度較高時(shí),氧化還原反應(yīng)過于劇烈,反應(yīng)過程中生成大量的氣體,使得Au網(wǎng)孔薄膜破壞,腐蝕結(jié)果較差。因此,我們可以通過控制合適的濃度、溫度和時(shí)間等參數(shù)來獲得即不團(tuán)聚也不錐形化的硅納米線陣列。隨后我們基于光刻蝕技術(shù)利用金屬輔助化學(xué)刻蝕法對(duì)微米級(jí)圖形化的模板進(jìn)行了刻蝕,并研究了不同工藝條件對(duì)其制備的影響。最后我們利用SEM、EDS、TEM、XRD、熒光光譜和紫外可見對(duì)硅納米線的形貌、組分、微觀特征、生長(zhǎng)晶向、PL特性和光吸收率等方面進(jìn)行了分析表征。特別是通過對(duì)硅納米線陣列的紫外可見光譜的分析,在200nm-1000nm光譜范圍內(nèi),我們獲得了反射率較低的(小于10%)硅納米線抗反射結(jié)構(gòu)。這種較好的抗反射特性是由于硅納米線本身鵝毛絨的特殊結(jié)構(gòu)使其具有較高的比表面積造成的。隨后我們利用透射電鏡對(duì)單根硅納米線做了進(jìn)一步的分析,觀察到單根硅納米線的表面具有較高的粗糙度,這種特征也進(jìn)一步增強(qiáng)了對(duì)可見光的吸收。
[Abstract]:Nanosphere lithography ( NSL ) and metal - assisted chemical etching have been used in the preparation of nano - scale photoelectronics . The reflection structure of silicon nanowires with low reflectivity ( less than 10 % ) has been obtained in the range of 200 nm to 1000 nm .
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O613.72;TB383.1

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本文編號(hào)：1912818