多孔硅的制備及其發(fā)光性能的研究.pdf

1、硅材料是微電子技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)中非常重要且常用的一種半導(dǎo)體材料，但硅也是一種間接帶隙的半導(dǎo)體材料，發(fā)光效率很低。多孔硅的出現(xiàn)解決了硅材料發(fā)光效率不理想的問題，不但使得硅的發(fā)光效率得到改善，而且可以在室溫下發(fā)出肉眼可見的光致發(fā)光現(xiàn)象。目前為止，多孔硅(porous silicon:PS)的研究已深入到應(yīng)用領(lǐng)域，但是仍有很多理論和實(shí)踐方面的問題需要解決。
　　本文主要研究制備條件（陰陽極之間的距離h、腐蝕反應(yīng)時(shí)間t、腐蝕液濃度c、腐

2、蝕電流密度J）改變對多孔硅的表面形貌及光致發(fā)光特性的影響。首先，簡要介紹了多孔硅的發(fā)展史、制備方法、形成機(jī)理、發(fā)光機(jī)制及應(yīng)用領(lǐng)域；接著，介紹了單槽電化學(xué)腐蝕法制備多孔硅的實(shí)驗(yàn)材料及儀器、實(shí)驗(yàn)裝置及步驟，并對多孔硅的測試表征方法做了簡單的介紹；采用控制變量法制備出不同腐蝕條件下的多孔硅樣品，并用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡(TEM)、光學(xué)顯微鏡及光致發(fā)光(PL)光譜對其表面形貌、發(fā)光特性進(jìn)行表征，來研究不同制備條件對多孔硅的影響。研究結(jié)果

3、顯示：在改變陰陽極的距離時(shí)，出現(xiàn)了高質(zhì)量的多孔結(jié)構(gòu)以及以前沒有觀察到結(jié)構(gòu)形貌，如火山口狀結(jié)構(gòu)及其周圍的硅柱簇、硅納米線結(jié)構(gòu)、骨架狀結(jié)構(gòu)等等，并對其形成的原因做了簡單的分析與介紹。掃描電鏡圖像顯示，在樣品的表面有若干個(gè)火山口一樣的結(jié)構(gòu)，火山口的底部出現(xiàn)了硅納米線狀結(jié)構(gòu)，直徑在幾十個(gè)納米，它的形成對以后的研究有重要的影響，為采用電化學(xué)方法制備納米線提供了新的思路。PL光譜顯示了火山口狀結(jié)構(gòu)與周圍的多孔硅結(jié)構(gòu)的發(fā)光特性，多孔硅的發(fā)光峰位在65