硅納米線可控性生長及圖形化制備.pdf

1、硅納米線光電性能優(yōu)異,具有直接帶隙半導(dǎo)體的特征,在光伏及傳感器件領(lǐng)域有較廣闊的應(yīng)用前景。硅納米線可控性定位生長是其器件應(yīng)用的基礎(chǔ)與前提。本文采用銀催化腐蝕法,也稱兩步刻蝕法,在常溫常壓下進行硅納米線制備。兩步刻蝕法制備硅納米的過程為:先將經(jīng)清洗和氫鈍化處理后的硅片在HF與AgNO3的混合溶液中沉積銀顆粒,HF濃度為4.8mol/L, AgNO3濃度為0.01mol/L;再將硅片浸入含HF與H2O2的氧化性溶液中刻蝕, HF濃度為4.8m

2、ol/L,H2O2濃度為0.4mol/L,并使用稀 HNO3除去銀顆粒。通過改變實驗條件,研究硅納米線形貌變化特征,并使用能譜、X射線衍射、紫外-可見漫反射譜、紅外吸收光譜、拉曼光譜、光致發(fā)光譜等表征手段分析硅納米線的材料性能。結(jié)合表面圖形化預(yù)處理技術(shù)及銀催化腐蝕法,實現(xiàn)硅納米線的定位生長。
　　本文從以下幾個方面對硅納米線的可控性生長及圖形化制備進行研究：首先,使用P(111)型和P(100)型兩種不同的硅片制備硅納米線,分析兩

3、者的形貌差異與原因。重點研究銀顆粒沉積時間、刻蝕時間、刻蝕溫度、AgNO3濃度、H2O2濃度、HF濃度等因素在P(100)型硅片制備納米線時的影響特征。其次,使用單步刻蝕制備納米線,就是將P(100)型硅片在HF與AgNO3的混合溶液中浸泡處理一段時間,并將制備結(jié)果與兩步法進行比較。將 H2O2替換為 Fe(NO3)3,分析 HF/H2O2刻蝕體系與 HF/Fe(NO3)3刻蝕體系納米線制備的異同點。觀察不同刻蝕時間后銀顆粒在硅片中所處