多孔硅/氧化鋅復(fù)合薄膜的制備及發(fā)光性能研究
發(fā)布時間：2021-08-21 21:28
現(xiàn)如今在半導(dǎo)體發(fā)光材料中,多孔硅和氧化鋅的應(yīng)用領(lǐng)域是極為廣泛的。因為這兩種材料都有光致發(fā)光現(xiàn)象,并且兩者發(fā)光強度都很高。這也奠定了兩種材料可以在發(fā)光領(lǐng)域有優(yōu)異的實用前景。多孔硅與氧化鋅相結(jié)合,制備出的多孔硅/氧化鋅復(fù)合材料,可以使兩種材料的發(fā)光性能共同激發(fā)出來并產(chǎn)生疊加。最終可以形成白光發(fā)射。白光的實現(xiàn)對半導(dǎo)體發(fā)光器件具有相當深遠的意義。本文先是用金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備了多孔硅,再用多孔硅作為襯底,溶膠-凝膠進行多孔硅和氧化鋅的復(fù)合。最終用SEM、XRD以及PL譜對多孔硅/氧化鋅復(fù)合薄膜進行測試。研究結(jié)果表明:（1）金屬輔助化學(xué)刻蝕成功制備出不同參數(shù)的多孔硅襯底,再用溶膠-凝膠成功制備出了不同多孔硅/氧化鋅復(fù)合薄膜。（2）制備多孔硅過程中沉積溶液銀離子濃度選用0.03mol/L,刻蝕時間選用20min,多孔硅/氧化鋅復(fù)合薄膜選用800℃退火時,復(fù)合薄膜表面形貌相對平整,晶粒致密度最佳,衍射峰最強并且出現(xiàn)了c軸擇優(yōu)生長。（3）所有多孔硅/氧化鋅復(fù)合薄膜在可見光區(qū)都形成了光致發(fā)光帶,呈現(xiàn)白光發(fā)射。制備多孔硅過程中沉積溶液銀離子濃度選用0.03mol/L,刻蝕時間選用20min,多孔硅/氧化...
【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】：57 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
氧化鋅的晶體結(jié)構(gòu)（灰色球為Zn原子，黑色球為O原子）
為刻蝕的原理圖。圖2.2金屬輔助化學(xué)刻蝕制備多孔硅機理圖化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示：陰極反應(yīng)（Si/Ag接觸面）：+++→+h222222OHHOH（2-4）陽極反應(yīng)(金屬Ag顆粒與混合溶液交界面）：++++→+4e4hi2i22OSOHS（2-5）OHFSHHFOS2622+→+2i6i（2-6）總的反應(yīng)方程式：↑++→++2622222622HSiFHOHHFOHSi（2-7）2.2金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備多孔硅2.2.1實驗試劑和儀器本實驗選用的為n型單拋硅片，硅片的尺寸為2英寸，電阻為0.001-50（·cm）。制備多孔硅時所需的藥品如下表所示：表2.1金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備多孔硅所需實驗藥品試劑/藥品名稱化學(xué)式品級質(zhì)量分數(shù)廠商鹽酸HCl分析純37％北京化工廠氫氟酸HF分析純40％北京化工廠過氧化氫H2O2分析純30％北京化工廠12
SNE-4500M型號掃描電子顯微鏡儀器圖
【參考文獻】：
期刊論文
[1]ZnO納米棒水熱法生長與表征[J]. 夏冬林,閆新政,秦可,李云峰. 硅酸鹽通報. 2018(04)
[2]氧鈍化硅基ZnO/納米多孔硅柱狀陣列異質(zhì)結(jié)近白光LED的性能[J]. 劉春玲,竇宇,陳琛,王春武,姜文龍. 激光與光電子學(xué)進展. 2016(11)
[3]自支撐多孔硅/ZnO復(fù)合材料的制備及其超級電容特性[J]. 邢正偉,沈鴻烈,唐群濤,姚函妤,楊楠楠. 復(fù)合材料學(xué)報. 2016(09)
[4]ZnO納米結(jié)構(gòu)/多孔硅復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性研究[J]. 張世玉,李清山,李平,馬自俠. 魯東大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(02)
[5]孔隙率對氧化鋅/多孔硅光致發(fā)光的影響[J]. 齊紅霞,趙波. 鄭州大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版). 2010(04)
[6]氧化鋅壓敏陶瓷伏安特性的微觀解析[J]. 陳新崗,李凡,桑建平. 高電壓技術(shù). 2007(04)
[7]水熱腐蝕制備多孔硅的研究[J]. 陳乾旺,周貴恩,朱警生,李曉光,張裕恒. 自然科學(xué)進展. 1997(06)
[8]硅的濕法化學(xué)腐蝕機理[J]. 李和委. 半導(dǎo)體情報. 1997(02)
[9]用脈沖腐蝕制備發(fā)光多孔硅[J]. 范洪雷,侯曉遠,李喆深,張甫龍,俞鳴人,王迅. 半導(dǎo)體學(xué)報. 1995(02)
[10]多孔硅（PS）制備新方法[J]. 楊國偉. 半導(dǎo)體光電. 1993(04)
碩士論文
[1]激光輻照及退火處理對氧化鋅薄膜可見光發(fā)光性能調(diào)控的研究[D]. 聶朦.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[2]ZnO/PS復(fù)合體系的微結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性[D]. 黃新麗.西北師范大學(xué) 2012
[3]多孔硅的濕度傳感特性研究[D]. 姜濤.華東師范大學(xué) 2007
[4]多孔硅形成機理及其熒光特性的研究[D]. 王曉靜.曲阜師范大學(xué) 2003
本文編號：3356367
【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】：57 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
氧化鋅的晶體結(jié)構(gòu)（灰色球為Zn原子，黑色球為O原子）
為刻蝕的原理圖。圖2.2金屬輔助化學(xué)刻蝕制備多孔硅機理圖化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示：陰極反應(yīng)（Si/Ag接觸面）：+++→+h222222OHHOH（2-4）陽極反應(yīng)(金屬Ag顆粒與混合溶液交界面）：++++→+4e4hi2i22OSOHS（2-5）OHFSHHFOS2622+→+2i6i（2-6）總的反應(yīng)方程式：↑++→++2622222622HSiFHOHHFOHSi（2-7）2.2金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備多孔硅2.2.1實驗試劑和儀器本實驗選用的為n型單拋硅片，硅片的尺寸為2英寸，電阻為0.001-50（·cm）。制備多孔硅時所需的藥品如下表所示：表2.1金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備多孔硅所需實驗藥品試劑/藥品名稱化學(xué)式品級質(zhì)量分數(shù)廠商鹽酸HCl分析純37％北京化工廠氫氟酸HF分析純40％北京化工廠過氧化氫H2O2分析純30％北京化工廠12
SNE-4500M型號掃描電子顯微鏡儀器圖
【參考文獻】：
期刊論文
[1]ZnO納米棒水熱法生長與表征[J]. 夏冬林,閆新政,秦可,李云峰. 硅酸鹽通報. 2018(04)
[2]氧鈍化硅基ZnO/納米多孔硅柱狀陣列異質(zhì)結(jié)近白光LED的性能[J]. 劉春玲,竇宇,陳琛,王春武,姜文龍. 激光與光電子學(xué)進展. 2016(11)
[3]自支撐多孔硅/ZnO復(fù)合材料的制備及其超級電容特性[J]. 邢正偉,沈鴻烈,唐群濤,姚函妤,楊楠楠. 復(fù)合材料學(xué)報. 2016(09)
[4]ZnO納米結(jié)構(gòu)/多孔硅復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性研究[J]. 張世玉,李清山,李平,馬自俠. 魯東大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(02)
[5]孔隙率對氧化鋅/多孔硅光致發(fā)光的影響[J]. 齊紅霞,趙波. 鄭州大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版). 2010(04)
[6]氧化鋅壓敏陶瓷伏安特性的微觀解析[J]. 陳新崗,李凡,桑建平. 高電壓技術(shù). 2007(04)
[7]水熱腐蝕制備多孔硅的研究[J]. 陳乾旺,周貴恩,朱警生,李曉光,張裕恒. 自然科學(xué)進展. 1997(06)
[8]硅的濕法化學(xué)腐蝕機理[J]. 李和委. 半導(dǎo)體情報. 1997(02)
[9]用脈沖腐蝕制備發(fā)光多孔硅[J]. 范洪雷,侯曉遠,李喆深,張甫龍,俞鳴人,王迅. 半導(dǎo)體學(xué)報. 1995(02)
[10]多孔硅（PS）制備新方法[J]. 楊國偉. 半導(dǎo)體光電. 1993(04)
碩士論文
[1]激光輻照及退火處理對氧化鋅薄膜可見光發(fā)光性能調(diào)控的研究[D]. 聶朦.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[2]ZnO/PS復(fù)合體系的微結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性[D]. 黃新麗.西北師范大學(xué) 2012
[3]多孔硅的濕度傳感特性研究[D]. 姜濤.華東師范大學(xué) 2007
[4]多孔硅形成機理及其熒光特性的研究[D]. 王曉靜.曲阜師范大學(xué) 2003
本文編號：3356367
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