硅纳米线表面喷墨打印纳米银油墨的SERS性能研究

在金属辅助化学刻蚀法制备的硅纳米线表面,通过喷墨打印纳米银油墨制备了银纳米粒子/硅纳米线复合结构基底.通过调节刻蚀时间和刻蚀温度,探究硅纳米线的微观形貌变化,及其对基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.实验结果表明,硅纳米线的长度随着刻蚀时间的延长而增加.当刻蚀温度为40℃、刻蚀时间为8 min时,能够激发更强的SERS信号.银纳米粒子/硅纳米线对探针分子罗丹明6G的最低检测限为10^-7mol·L^-1.     

金属辅助化学刻蚀法制备尺寸可控的硅纳米线

为制备粗细均匀、大长度的硅纳米线,通过金属辅助化学刻蚀方法,以银作为辅助金属,利用场发射扫描电镜(FESEM)和FIB/SEM双束系统作为检测手段,结合微加工工艺,研究了不同的反应离子刻蚀时间和化学刻蚀时间对制备的硅纳米线的尺寸和形貌的影响。结果表明,通过该方法制备的硅纳米线粗细均匀、长度较大。控制反应离子刻蚀时间和化学刻蚀反应时间,可以控制硅纳米线的形貌与尺寸。     

无掩模选择性制备硅纳米线阵列及其光致发光

基于金属辅助硅化学刻蚀发展了一种无掩模选择性区域制备硅纳米线阵列的方法, 并利用该方法成功制备了图形化的硅纳米线阵列. 扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM) 分析表明, 所制备的硅纳米线阵列是高质量的多孔微纳米结构, 并利用拉曼光谱仪研究了室温下硅纳米线阵列的光致发光特性. 结果表明, 硅纳米线阵列可实现有效的光发射, 发光波峰为663 nm. 该方法工艺简单、有效, 可潜在地应用于构筑硅基光电集成器件.     

基于ZnO/SiNWs异质结阵列的电容式湿度传感器

采用湿法化学刻蚀方法制备硅纳米线（SiNWs）,对其进行快速热退火处理,利用水浴法在SiNWs表面生长氧化锌（ZnO）纳米线,制备了ZnO/SiNWs异质结湿度传感器.采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）分析了ZnO/SiNWs异质结的表面形貌和结构.测试了ZnO/SiNWs异质结湿度传感器不同湿度环境的电容响应,分析了它的工作机制.测试结果表明：传感器具有相对较大的灵敏度,较短的响应时间,较好的重复性、湿滞特性和稳定性,从而说明ZnO/SiNWs异质结在湿敏领域有很好的应用前景.     

锡掺杂氧化铟纳米线的制备及场发射性能研究

由于晶格失配,使得直接在硅衬底上生长有序的锡掺杂的氧化铟(ITO)一维纳米阵列非常困难.本文使用化学气相沉积法,利用升温过程中形成的ITO颗粒为生长点,成功地在硅衬底上制备出排列有序的氧化铟锡(ITO)一维纳米结构.对生成物进行了扫描电子显微镜(SEM),X射线能量色散谱(EDS)和X射线衍射(XRD)表征;对其进行的场发射性能测试表明,ITO纳米线阵列的场增强因子大约为1 600,有望在冷阴极材料领域得到应用.     

用AAO模板制备有序硅纳米线阵列

利用二次氧化法制备了高度有序的多孔阳极氧化铝膜,以此膜为模板通过磁控溅射制备了多孔有序的Pt/Ag双层金属薄膜,将此金属薄膜转移到n型单晶硅片上,通过金属辅助化学刻蚀法刻蚀出有序单晶硅纳米线阵列.原子力显微镜和扫描电子显微镜观察发现,多孔阳极氧化铝膜及后续生长的多孔Pt/Ag双层金属薄膜都具有均匀分布、直径约45nm的纳米孔,以Pt/Ag双层金属薄膜为模板刻蚀得到的单晶硅纳米线具有与纳米孔同样的直径,且垂直硅衬底生长.     

In_2O_3准一维纳米结构的可控制备研究

以In2O3和活性炭混合物为蒸发源,利用化学气相沉积法在硅衬底上制备了In2O3纳米线.对In2O3纳米线的生长机理进行讨论,认为在衬底表面维持一定的氧化铟基团浓度是导致出现In2O3纳米线的原因,因此可以通过调节氧化铟基团的浓度去控制准一维In2O3纳米结构的生长.     

化学刻蚀硅制备太阳能电池减反射结构的研究进展

硅基太阳能电池的关键技术之一是在硅表面制备高效减反射结构,化学刻蚀法是制备减反射结构的最常用方法,其研究热点为贵金属辅助化学刻蚀技术,综述了化学刻蚀硅制备太阳能电池减反射结构的主要方法、刻蚀机理、工艺特征及应用等的研究进展,重点介绍了贵金属辅助化学刻蚀技术的最新研究成果.     

增强广谱吸收硅表面

为增强黑硅的广谱吸收性能,在氢氧化钠/异丙醇(NaOH/IPA)体系下对单晶硅进行金字塔表面织构的基础上,采用金纳米粒子辅助湿法化学方法做了进一步刻蚀.利用扫描电子显微镜(SEM)和紫外—可见—近红外分光光度计对表面形貌和反射光谱进行了表征与测量.结果表明:增强广谱吸收硅表面具有纳米/微米双尺寸陷光结构,在350~2 500nm波段平均反射率低于5.5%.     

温度对硅纳米线生长结构的影响

以硅烷为反应气体，温度为850～1100℃，在（100）取向的单晶硅片上，采用化学气相沉积法生长了一维硅纳米线．用扫描电子显微镜观察了硅纳米线的表面形貌，用X射线衍射仪研究了硅纳米线生长结构与反应温度的关系．分析了不同实验条件对硅纳米线生长结构的影响，并对一维硅纳米线与块体硅的光致发光（PL）特性进行了分析比较．     

场效应纳电子晶体管的构造和电学特性测量

研究了场效应纳电子晶体管构造过程中金属电极的结构设计,源-漏电极高度、SiO₂绝缘层厚度以及金属电极选材等因素对器件性能有关键的影响。在此基础上测量了单壁碳纳米管束的场效应行为,构造成功基于单壁碳纳米管束的场效应晶体管。     

Si纳米线器件及其研究进展

Si纳米线是一种新型的准一维纳米半导体材料,具有独特的电子输运特性、场发射特性和光学特性等.本文对利用Si纳米线制备的各类电子器件,例如存储器、场效应晶体管、化学传感器和太阳能电池的研究进展做了简要评述.最后,对Si纳米线的应用前景进行了初步展望.     

掺杂和应变对硅纳米线电子结构与光学性质的调制影响

为了研究掺杂和应变对[111]晶向硅纳米线的电子结构与光学性质的调制影响,基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(general gradient approximation,GGA),采用第一性原理方法开展了相关计算。能带计算表明：空位掺杂和元素掺杂均引入杂质能级,形成了N型和P型半导体材料。单轴应变则进一步减小了带隙,增强了掺杂硅纳米线的导电性,但由于应变也修饰了费米面附近能级的形貌,能带曲率突变影响了体系的导电性能。光学性质计算表明：相比于空位掺杂,元素掺杂更有效地改变了SiNWs的介电函数、吸收系数、折射率与反射率等光学参数,而单轴应变则削弱了元素掺杂的影响。拉应变提升了光吸收的范围和强度,尤其是可见光波段,使掺杂硅纳米线成为优质光伏材料,压应变则降低了对紫外光波段的吸收效率。在紫外区域,拉应变和压应变对掺杂硅纳米线的折射率与反射率的影响相反,在红外和可见光区域影响则一致。本文研究结果为基于应变和掺杂硅纳米线的光电器件设计与应用提供一定的理论参考。     

Synthesis of ordered Si nanowire arrays in porous anodic aluminum oxide templates

Highly ordered polycrystalline Si nanowire arrays were synthesized in porous anodic aluminum oxide (AAO) templates by the chemical vapor deposition (CVD) method. The morphological structure, the crystal character of Si nanowire arrays and the individual nanowire were analyzed by the transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), atom force microscopy (AFM) and the X-ray diffraction spectrum (XRD), respectively. It is shown that most fabricated silicon nanowires (SiNWs) tend to be assembled parallelly in bundles and constructed with highly orientated arrays. This method provides a simple and low cost fabricating craftwork and the diameters and lengths of SiNWs can be controlled, the large area Si nanowire arrays can be achieved easily under such a way. The curling and twisting SiNWs are fewer than those by other synthesis methods.     

Pd-Ni修饰的硅纳米线电极用于非酶葡萄糖检测

在镍修饰的硅纳米线阵列电极上电沉积金属钯微粒,用于葡萄糖的非酶检测;并通过电子扫描显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)对电极表面的形貌进行了表征,采用循环伏安法和恒电位计时电流法测试传感器的性能参数.在0.1 M的KOH碱性介质中,恒定电势+0.19 V,钯-镍修饰的硅纳米线阵列电极对葡萄糖的电化学氧化的灵敏度为302.2μA·mM^(-1)·cm(-1)·cm^(-2),检测极限(S/N=3)达到4.9μM,而且对抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)等干扰物质具有良好的抗干扰能力.实验表明,这种新型电极很有潜力用于葡萄糖的非酶检测.     

混合自组装层纳米金修饰电极制备及电化学行为

利用自组装方法,将两种不同巯基化合物(一种为双巯基化合物)修饰至金电极表面,在双巯基的另一个-SH基团上,吸附纳米金颗粒制备纳米金修饰电极.结果表明该方法可制备纳米金密度可控的修饰电极,该电极具备纳米阵列电极特性.运用电化学方法和扫描电镜,对纳米修饰阵列电极进行研究和表征.改变纳米金周围微环境,可控制修饰电极上电子传递的速度.     

纳米金修饰硅纳米线电极阳极溶出法测定痕量铅、铜

以浸入沉积的方法在硅纳米线上修饰了金纳米颗粒,并通过电子扫描显微镜（SEM）和X射线荧光分析（XRF）对金纳米粒子修饰的硅纳米线电极表面形貌进行了表征.以修饰后的硅纳米线电极作为工作电极,采用阳极溶出法检测水中痕量铅和铜,考察pH值、富集电位和富集时间对溶出峰的影响,优化出最佳实验条件.在优化的实验条件下,铅Pb2＋和铜Cu2＋的灵敏度分别为0.649μA/（μg.L-1）和0.177μA/（μg.L-1）.检测极限达到0.26μg.L-1和0.67μg.L-1.峰电流与离子浓度在质量浓度25~200μg.L-1的范围内形成良好的线性关系.     

火焰的电离效应与内燃机燃烧过程的温度测量

根据有机物火焰的电离效应和新近的试验结果,认为电离效应是燃烧气体的状态参数,并因此提出用电离效应测量燃烧过程的温度．