硅基金納米活性基底的制備及表面增強(qiáng)拉曼散射特性的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-08 16:18
單晶硅具有很好的導(dǎo)電性,在太陽能電池、集成電路、納米材料等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。半導(dǎo)體單晶硅通過光刻技術(shù)、模板壓刻、化學(xué)腐蝕等方法,可以在其表面制備出不同的形貌微結(jié)構(gòu)。在硅基表面微結(jié)構(gòu)上通過物理方法、化學(xué)方法沉積金屬納米結(jié)構(gòu)可制備成表面增強(qiáng)拉曼散射基底。通過調(diào)節(jié)硅基表面微結(jié)構(gòu)和金屬納米結(jié)構(gòu)的形貌、尺寸,可實(shí)現(xiàn)不同的拉曼增強(qiáng)效果。本論文首先采用化學(xué)腐蝕單晶硅的方法制備出了硅基金字塔微結(jié)構(gòu),然后分別以磁控濺射的物理方法在硅基金字塔襯底表面沉積一定厚度的金納米結(jié)構(gòu);或以化學(xué)還原法在硅烷化的硅基表面形成金納米粒子,最后應(yīng)用于表面增強(qiáng)拉曼測試。具體的研究工作如下:(1)采用化學(xué)腐蝕的方法制備了覆蓋率大、規(guī)則度好、粒徑均一的硅基金字塔結(jié)構(gòu)。分別討論了硅酸鉀的濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、碳酸鉀的濃度四種因子對硅基金字塔形貌的影響。同時(shí)采用UV-2600紫外-可見分光光度計(jì)表征硅基金字塔襯底的反射率,結(jié)合掃描電鏡的形貌分析。得到了最佳反應(yīng)條件:硅酸鉀的濃度為2wt%、反應(yīng)溫度為85℃、反應(yīng)時(shí)間為10min、碳酸鉀的濃度為10wt%。(2)采用物理方法(即磁控濺射方法)在硅基金字塔襯底上沉積一定厚度的金納米結(jié)...
【文章來源】:云南師范大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
種類型的光散射圖示
第 1 章 緒論1或者 E2處,這樣的散射為瑞麗散射。從基態(tài) E1激發(fā)到能級為 E1+0h 處,激發(fā)態(tài) E2處,產(chǎn)生能量為 0h ,為斯托克斯散射。從激發(fā)態(tài) E2激發(fā)到為 E2+0h 處,回到激發(fā)態(tài) E1處,產(chǎn)生能量為 0h ,為反斯托克斯散射
圖 1.3 球形金屬粒子表面等離子替共振模型圖[14]像場模型:由于極化率的增大而產(chǎn)生的拉曼增強(qiáng)效果,吸附分子與距離很短時(shí)會產(chǎn)生共軛電偶極,只適合解釋短程的的拉曼增強(qiáng),不距離的拉曼增強(qiáng)原因,一般認(rèn)為鏡像場帶來的 SERS 增強(qiáng)效果是非線共振模型:在粗糙金屬的頂端容易形成尖端效應(yīng),在尖端處產(chǎn)生場,放大了散射光強(qiáng)度,產(chǎn)生的磁場大小與尖端的的形狀有關(guān),尖產(chǎn)生的電磁場越大[17]。ERS 化學(xué)增強(qiáng)機(jī)理磁場增強(qiáng)機(jī)理很難解釋在同一實(shí)驗(yàn)條件下,檢測不同的吸附分子產(chǎn)增強(qiáng)效果。說明了不同的吸附分子與基底之間有化學(xué)相互作用,動模型是被廣泛認(rèn)可的模型[17-18]。吸附分子與金屬之間通過化學(xué)鍵之
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金、銀納米顆粒溶膠對三種瘦肉精分子拉曼表面信號增強(qiáng)效果及性質(zhì)比較研究[J]. 甘盛,賴青鳥,李志成,韓婷,吳超權(quán). 現(xiàn)代食品科技. 2016(01)
[2]Analysis of each branch current of serial solar cells by using an equivalent circuit model[J]. 易施光,張萬輝,艾斌,宋經(jīng)緯,沈輝. Chinese Physics B. 2014(02)
[3]結(jié)晶紫在亞微米棒狀ZnO表面增強(qiáng)拉曼光譜的研究[J]. 孟衛(wèi),張玲艷,江曉紅,陸路德,汪信. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]自組裝銀納米粒子及其SERS增強(qiáng)效應(yīng)[J]. 朱雙美,范春珍,王俊俏,梁二軍. 光散射學(xué)報(bào). 2012(03)
[5]磁控濺射法制備CIGS薄膜太陽能電池的工藝及性能研究[J]. 欒和新,莊大明,曹明杰,劉江. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(08)
[6]Cu2O/Ag納米復(fù)合物的表面增強(qiáng)拉曼光譜[J]. 王蘊(yùn)馨,宋薇,楊競秀,徐蔚青,趙冰. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2011(08)
[7]拉曼光譜在復(fù)合材料界面研究中的應(yīng)用[J]. 胡業(yè)勤,陳善華. 廣西輕工業(yè). 2010(04)
[8]納米金溶膠的合成及紫外-可見吸收光譜的研究[J]. 陳亭汝,張瑋,孟祥英,孫瑾. 應(yīng)用化工. 2009(09)
[9]電化學(xué)法制備硅納米線[J]. 楊娟玉,盧世剛,闞素榮,張向軍,丁海洋. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(04)
[10]磁控濺射鍍膜技術(shù)的發(fā)展[J]. 余東海,王成勇,成曉玲,宋月賢. 真空. 2009(02)
博士論文
[1]單晶硅薄膜的制備及在太陽能電池、SERS中的應(yīng)用[D]. 李睿.大連理工大學(xué) 2014
[2]硅納米線陣列的制備及其在生化傳感器中的應(yīng)用[D]. 萬麗娟.華東師范大學(xué) 2010
碩士論文
[1]近紅外線激光拉曼光譜用于胃癌診斷的研究[D]. 金少琴.南方醫(yī)科大學(xué) 2013
[2]太湖地區(qū)泥盆系砂巖石英顆粒變形特征的研究[D]. 董宇婕.南京大學(xué) 2012
[3]轉(zhuǎn)基因水稻的光譜快速無損檢測方法研究[D]. 朱文超.浙江大學(xué) 2012
[4]在Bi(0001)表面上紅熒烯晶態(tài)膜生長的STM研究[D]. 楊秀凡.西南民族大學(xué) 2011
[5]基于分布式光纖的電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)處理研究[D]. 賀偉.長沙理工大學(xué) 2011
[6]陣列化硅及硅化物納米線的合成及其在鋰電池中的應(yīng)用[D]. 華慶.浙江大學(xué) 2010
[7]納晶硅鑲嵌二氧化硅薄膜及其發(fā)光性質(zhì)研究[D]. 方芳.復(fù)旦大學(xué) 2009
[8]合金化對Cu/SiO2薄膜體系微觀結(jié)構(gòu)以及電性能的影響[D]. 劉嘉聰.上海交通大學(xué) 2008
本文編號:3271910
【文章來源】:云南師范大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
種類型的光散射圖示
第 1 章 緒論1或者 E2處,這樣的散射為瑞麗散射。從基態(tài) E1激發(fā)到能級為 E1+0h 處,激發(fā)態(tài) E2處,產(chǎn)生能量為 0h ,為斯托克斯散射。從激發(fā)態(tài) E2激發(fā)到為 E2+0h 處,回到激發(fā)態(tài) E1處,產(chǎn)生能量為 0h ,為反斯托克斯散射
圖 1.3 球形金屬粒子表面等離子替共振模型圖[14]像場模型:由于極化率的增大而產(chǎn)生的拉曼增強(qiáng)效果,吸附分子與距離很短時(shí)會產(chǎn)生共軛電偶極,只適合解釋短程的的拉曼增強(qiáng),不距離的拉曼增強(qiáng)原因,一般認(rèn)為鏡像場帶來的 SERS 增強(qiáng)效果是非線共振模型:在粗糙金屬的頂端容易形成尖端效應(yīng),在尖端處產(chǎn)生場,放大了散射光強(qiáng)度,產(chǎn)生的磁場大小與尖端的的形狀有關(guān),尖產(chǎn)生的電磁場越大[17]。ERS 化學(xué)增強(qiáng)機(jī)理磁場增強(qiáng)機(jī)理很難解釋在同一實(shí)驗(yàn)條件下,檢測不同的吸附分子產(chǎn)增強(qiáng)效果。說明了不同的吸附分子與基底之間有化學(xué)相互作用,動模型是被廣泛認(rèn)可的模型[17-18]。吸附分子與金屬之間通過化學(xué)鍵之
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金、銀納米顆粒溶膠對三種瘦肉精分子拉曼表面信號增強(qiáng)效果及性質(zhì)比較研究[J]. 甘盛,賴青鳥,李志成,韓婷,吳超權(quán). 現(xiàn)代食品科技. 2016(01)
[2]Analysis of each branch current of serial solar cells by using an equivalent circuit model[J]. 易施光,張萬輝,艾斌,宋經(jīng)緯,沈輝. Chinese Physics B. 2014(02)
[3]結(jié)晶紫在亞微米棒狀ZnO表面增強(qiáng)拉曼光譜的研究[J]. 孟衛(wèi),張玲艷,江曉紅,陸路德,汪信. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]自組裝銀納米粒子及其SERS增強(qiáng)效應(yīng)[J]. 朱雙美,范春珍,王俊俏,梁二軍. 光散射學(xué)報(bào). 2012(03)
[5]磁控濺射法制備CIGS薄膜太陽能電池的工藝及性能研究[J]. 欒和新,莊大明,曹明杰,劉江. 真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(08)
[6]Cu2O/Ag納米復(fù)合物的表面增強(qiáng)拉曼光譜[J]. 王蘊(yùn)馨,宋薇,楊競秀,徐蔚青,趙冰. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2011(08)
[7]拉曼光譜在復(fù)合材料界面研究中的應(yīng)用[J]. 胡業(yè)勤,陳善華. 廣西輕工業(yè). 2010(04)
[8]納米金溶膠的合成及紫外-可見吸收光譜的研究[J]. 陳亭汝,張瑋,孟祥英,孫瑾. 應(yīng)用化工. 2009(09)
[9]電化學(xué)法制備硅納米線[J]. 楊娟玉,盧世剛,闞素榮,張向軍,丁海洋. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(04)
[10]磁控濺射鍍膜技術(shù)的發(fā)展[J]. 余東海,王成勇,成曉玲,宋月賢. 真空. 2009(02)
博士論文
[1]單晶硅薄膜的制備及在太陽能電池、SERS中的應(yīng)用[D]. 李睿.大連理工大學(xué) 2014
[2]硅納米線陣列的制備及其在生化傳感器中的應(yīng)用[D]. 萬麗娟.華東師范大學(xué) 2010
碩士論文
[1]近紅外線激光拉曼光譜用于胃癌診斷的研究[D]. 金少琴.南方醫(yī)科大學(xué) 2013
[2]太湖地區(qū)泥盆系砂巖石英顆粒變形特征的研究[D]. 董宇婕.南京大學(xué) 2012
[3]轉(zhuǎn)基因水稻的光譜快速無損檢測方法研究[D]. 朱文超.浙江大學(xué) 2012
[4]在Bi(0001)表面上紅熒烯晶態(tài)膜生長的STM研究[D]. 楊秀凡.西南民族大學(xué) 2011
[5]基于分布式光纖的電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)處理研究[D]. 賀偉.長沙理工大學(xué) 2011
[6]陣列化硅及硅化物納米線的合成及其在鋰電池中的應(yīng)用[D]. 華慶.浙江大學(xué) 2010
[7]納晶硅鑲嵌二氧化硅薄膜及其發(fā)光性質(zhì)研究[D]. 方芳.復(fù)旦大學(xué) 2009
[8]合金化對Cu/SiO2薄膜體系微觀結(jié)構(gòu)以及電性能的影響[D]. 劉嘉聰.上海交通大學(xué) 2008
本文編號:3271910
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