隨著多孔硅技術(shù)的逐漸成熟,多孔硅由于其特殊的微結(jié)構(gòu)在光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能、吸收光譜范圍極寬、制備成本低廉和良好的工藝兼容性等優(yōu)點(diǎn)受到了極大的關(guān)注和應(yīng)用。多孔硅的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)對其在在實(shí)際應(yīng)用研究中的性能表現(xiàn)有巨大的影響。因此本文從研究多孔硅結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),使用仿真和實(shí)驗(yàn)的方法,對多孔硅的光學(xué)性能進(jìn)行研究。首先,通過仿真的方法對多孔硅的結(jié)構(gòu)以及光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。設(shè)計(jì)了柱狀和孔狀兩種多孔硅的仿真模型,分別進(jìn)行兩種結(jié)構(gòu)的模型參數(shù)對光學(xué)性能的影響研究。仿真結(jié)果表明,孔狀多孔硅結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能與孔的深度、半徑和孔隙率的有關(guān)系;柱狀結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能受柱深度、半徑以及柱間距的影響。然后,進(jìn)行了多孔硅的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與制備,研究實(shí)驗(yàn)參數(shù)對多孔硅性能的影響。得到了具有不同形貌的裂紋結(jié)構(gòu),建立了裂紋形成模型。通過蝕刻時(shí)間對多孔硅形貌和光譜的影響實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)多孔硅的裂紋尺寸隨著刻蝕時(shí)間的增加而增加,并且較長的蝕刻時(shí)間時(shí)會(huì)出現(xiàn)孤立的結(jié)構(gòu),裂縫的深度和寬度共同影響吸收率,使其先增加然后減小。根據(jù)刻蝕電流密度對多孔硅的影響實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)隨著電流密度的增加,多孔硅的橫向刻蝕增強(qiáng),裂紋尺寸增大,吸收率逐漸降... 

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 多孔硅簡介
        1.2.1 黑硅的發(fā)展及定義
        1.2.2 多孔硅的發(fā)展及定義
        1.2.3 多孔硅的制備方法
    1.3 多孔硅的性質(zhì)
        1.3.1 結(jié)構(gòu)性質(zhì)
        1.3.2 光學(xué)性質(zhì)
        1.3.3 電學(xué)性質(zhì)
    1.4 多孔硅的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究思路及內(nèi)容安排
第二章 多孔硅結(jié)構(gòu)與光學(xué)性能仿真及分析
    2.1 引言
    2.2 建模仿真方法與原理
        2.2.1 Materials Studio介紹
        2.2.2 仿真方法及FDTD Solutions介紹
        2.2.3 仿真方案設(shè)計(jì)
    2.3 結(jié)構(gòu)仿真
        2.3.1 晶體模型分析
        2.3.2 多孔硅的仿真模型搭建
    2.4 光學(xué)性能仿真
        2.4.1 孔狀模型的光學(xué)性能分析
        2.4.2 柱狀模型的光學(xué)性能分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 多孔硅的制備技術(shù)及測試技術(shù)
    3.1 引言
    3.2 多孔硅制備方法及原理
    3.3 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.3.2 制備試劑
        3.3.3 電化學(xué)腐蝕槽的設(shè)計(jì)與制備
        3.3.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    3.4 制備工藝流程
        3.4.1 襯底預(yù)處理
        3.4.2 多孔硅的制備
        3.4.3 多孔硅的保存
    3.5 多孔硅的性能測試技術(shù)
        3.5.1 形貌測試
        3.5.2 光譜測試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 制備工藝對多孔硅結(jié)構(gòu)和光譜特性的影響研究
    4.1 引言
    4.2 影響多孔硅結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)參數(shù)
    4.3 刻蝕時(shí)間對多孔硅的影響
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)方案
        4.3.2 多孔硅裂紋的形成機(jī)理
        4.3.3 刻蝕時(shí)間對多孔硅形貌結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.4 刻蝕時(shí)間對多孔硅光學(xué)性質(zhì)的影響
    4.4 刻蝕電流密度對多孔硅的影響
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)方案
        4.4.2 刻蝕電流密度對多孔硅形貌結(jié)構(gòu)的影響
        4.4.3 刻蝕電流密度對多孔硅光學(xué)性質(zhì)的影響
    4.5 溶液成分對多孔硅的影響
        4.5.1 HF濃度的影響
        4.5.2 C2H5OH濃度的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 多孔硅高吸收率光譜范圍延長的研究
    5.1 引言
    5.2 多孔硅復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及光學(xué)性能研究
        5.2.1 復(fù)合結(jié)構(gòu)多孔硅的設(shè)計(jì)與仿真
        5.2.2 使用HF溶液制備復(fù)合結(jié)構(gòu)多孔硅
        5.2.3 使用H2O2 制備復(fù)合結(jié)構(gòu)多孔硅
        5.2.4 不同溶液對復(fù)合結(jié)構(gòu)多孔硅的影響
    5.3 石墨烯/多孔硅結(jié)構(gòu)的制備及光學(xué)性能研究
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)方案及制備工藝流程
        5.3.2 石墨烯/多孔硅結(jié)構(gòu)的形貌結(jié)構(gòu)
        5.3.3 石墨烯/多孔硅結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]超聲波輔助濕法腐蝕制備多晶Si低反射表面[J]. 王藝帆,周浪.  半導(dǎo)體技術(shù). 2008(10)
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博士論文
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[2]石墨烯/硅異質(zhì)結(jié)光電探測器性能研究[D]. 朱淼.清華大學(xué) 2015

碩士論文
[1]黑硅光電探測器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 馬世俊.電子科技大學(xué) 2018
[2]基于石墨烯/硅肖特基結(jié)的光電探測器的研制[D]. 王雪.浙江大學(xué) 2016
[3]雙槽電化學(xué)腐蝕制備多孔硅及其發(fā)光性能研究[D]. 明奇.鄭州大學(xué) 2010
[4]苯胺基乙腈車間生產(chǎn)廢水預(yù)處理工藝研究[D]. 陳琳.重慶大學(xué) 2008



本文編號：3658649