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.     

硅纳米电极超低电压场致电离特性研究

用湿法化学刻蚀制备出具有直立结构的硅纳米线,其平均长度为20μm,平均直径100 nm.将该硅纳米线作为电容式电离结构的一维纳米电极,建立场致电离的测试系统,并在常温常压下测试出电离的全伏安特性,得出了一维纳米电极系统气体电离的规律.测试结果表明,利用湿法化学刻蚀制备的硅纳米线作为一维纳米电极,可以大大降低系统的击穿电压,原因在于它具有较高的场增强因子、小尺寸效应以及高的缺陷密度.     

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.     

硅微纳复合陷光结构的制备及在异质结太阳电池中的应用研究

硅纳米线异质结太阳电池因具有良好的陷光效果及径向结收集特性而受到广泛关注.利用低浓度NaOH溶液在硅片表面腐蚀出微米尺度的金字塔结构,并采用反应离子刻蚀(RIE)的方式在其上进一步腐蚀出纳米线形貌,构建硅微纳复合陷光形貌结构.通过分析硅微纳复合陷光形貌结构的陷光机理,指导优化反应离子刻蚀工艺中的刻蚀时间,最终获得不同形貌结构的陷光衬底.通过分析其光学特性发现,在RIE时间为120 s时,硅微纳复合结构衬底反射率可小于5%,具有优异的陷光特性以及在硅异质结太阳电池中应用的巨大潜力.     

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.     

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.     

硅的反应离子刻蚀实验研究

采用SF6和O2为刻蚀气体,在275m(torr)的反应压力下对硅进行了反应离子刻蚀实验研究。通过不断调节射频功率、刻蚀气体的流量等系列对比实验,研究、探索并优化了对硅的反应离子刻蚀工艺条件。实验研究得出的最优化条件:射频功率为120W,SF6和O2的流量为36cm3/s和6cm3/s。在该工艺条件下获得三个重要的刻蚀参数:刻蚀速率为1036nm/min,对氧化物的选择比为56.6,均匀性为4.41。     

长度可调的纳米线阵列近红外减反射特性

采用金属催化化学腐蚀方法在单晶硅表面制备了有序的纳米线阵列,研究了纳米线长度与腐蚀时间之间的关系,发现纳米线长度随着腐蚀时间的增加而增大。测试了所制备的具有纳米线阵列的硅表面在近红外1000nm～2500nm范围内的减反射性能。测试结果表明,与未处理的光滑硅表面相比,具有纳米线阵列的表面的反射率大辐降低,并随着纳米线长度的增加,反射率减小。     

A_r~+激光诱导氯气刻蚀硅

本文通过被局域刻蚀硅表面形貌的精确测量,考察了刻蚀速率对于激光功率、波长、反应室气压的依赖关系,讨论了在不同光斑尺寸和刻蚀深度下反应机理的变化,给出了衬底晶向和表面氧化层对刻蚀效果影响的一些新的结果。     

有机玻璃的反应离子深刻蚀

以有机玻璃薄片为原料,进行反应离子深刻蚀,探讨了有机玻璃的刻蚀反应机理,着重研究了工作气压和功率密度对刻蚀速率、图形形貌的影响.结果表明,O2反应离子刻蚀有机玻璃是以化学刻蚀为主,同时离子碰撞作用也很重要.刻蚀速率开始随气压增大而加快,刻蚀速率主要受氧活性粒子浓度控制;气压超过一定值时,刻蚀速率反而减小,气压太高不利于各向异性刻蚀.刻蚀速率随功率增加而增大,适当增大功率有利于各向异性刻蚀.通过优化刻蚀工艺,可以获得侧壁较陡直光滑的有机玻璃微结构,扩展了加工微结构的方法.     

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.     

基于多孔硅的Hg~(2+)荧光化学传感器

通过电化学腐蚀的方法制备发橙色荧光的多孔硅,采用荧光光谱和透射电镜对制备的多孔硅进行表征.结果表明,其在空气中放置时,荧光会逐渐降低,直至完全消失.进一步对其透射电镜图片进行分析认为,令其发光的根本原因是多孔硅内部存在着单晶的硅晶粒.通过热反应和光反应两种方法在多孔硅表面引入Hg2+识别基团,得到多孔硅化学传感器S1和S2.二者均可实现对Hg2+的选择性识别.     

红外焦平面多孔硅绝热层制备及应用

采用电化学法及原电池法制备了多孔硅样品.通过在阳极氧化反应中HF溶液浓度、电流密度和反应时间的不同来控制多孔硅的孔隙率和膜厚.实验结果表明：不同电流密度下制备的多孔硅样品,孔隙度有相同的变化趋势,刚开始增加,然后减少;多孔硅的生长速度随电流密度的增加而升高.在多孔硅样品表面封装BST热释电敏感元件进行性能测试,结果表明...     

化学腐蚀法制备发光硅纳米颗粒

用硝酸和氢氟酸的混合酸液腐蚀普通硅粉,经过超声空化作用,分别在去离子水、无水乙醇中制备出硅纳米晶颗粒.硅纳米颗粒的平均粒径约为2 nm,它们或单独存在,或包裹于非晶态物质中.在320 nm的光激发下,硅纳米颗粒的悬浮液在390 nm处呈现一明显的紫外发光峰,理论分析证明该发光峰与硅量子点的量子限制效应有关.     

铁钝化多孔硅形成过程中的形貌演化和腐蚀机理

采用水热腐蚀技术制备的铁钝化多孔硅表面具有可调超结构。详细研究了铁钝化多孔硅水热制备过程中单晶硅片表面的形貌演化。结果表明,在水热腐蚀过程中,存在两种同时发生的腐蚀机制：即对缺陷的化学腐蚀和通过形成微电池所发生的电化学腐蚀。在腐蚀发生的初期,化学腐蚀占主导地位;随后电化学腐蚀逐步起主导作用并对铁钝化多孔硅表面超结构的最终形成起关键作用。还讨论了发生在徽电池中微型阳极和微型阴极上的化学反应。研究结果为实现铁钝化多孔硅表面形貌的人为控制提供理论指导。     

场致发射硅尖阵列的研制

研究真空微电子器件场致发射硅尖阵列的制作工艺.利用HNA湿法腐蚀工艺制作场致发射硅尖阵列,比较带胶腐蚀与不带胶腐蚀的不同.采用氧化削尖技术对硅尖进行锐化处理.制作了50×60硅尖阵列,同时给出了硅尖阵列的I-V特性.利用HNA湿法腐蚀制备的硅尖结构与理论分析一致,锐化处理改善了硅尖阴极阵列的场致发射特性.     

化学刻蚀法在PVC/CaCO3复合材料显微结构研究中的应用

针对未经刻蚀处理所制备的SEM样品在研究PVC/CaCO3复合材料显微结构时的缺陷--碳酸钙填料和聚氯乙烯基体间较小的光学反差使电镜下很难辨别填料在基体中的分散状况,首次将化学刻蚀法引入PVC/CaCO3复合材料的微观结构研究中.结果表明:化学刻蚀制样法令碳酸钙粒子在PVC基体中的分散结构变得直观可视,为PVC/CaCO3材料的性能研究和质量控制提供了可靠的材料学图像依据,为高聚物/无机粒子复合材料的微观结构研究开拓了新思路.该方法可应用于其它类似复合材料的研究.     

Si NWs/GQDs复合结构的设计及其光电催化性能

采用金属催化化学蚀刻法制备硅纳米线阵列（silicon nanowire arrays,Si NWs）,通过高速旋涂仪将自上而下法制备的石墨烯量子点（graphene quantum dots, GQDs）负载到Si NWs上。X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy, XPS）等表征结果证明,GQDs能够通过高速旋涂仪负载到Si NWs上。扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）形貌观测结果表明,蚀刻时间与Si NWs纳米线长度成正比。光电化学测试结果表明,性能最优的蚀刻时间为45 min。与原始硅片相比,GQDs负载的Si NWs光电密度达到了0.95 mA/cm²,性能提升了30多倍。电化学交流阻抗（electrochemical impedance spectroscopy, EIS）测试结果表明：GQDs的加入能显著提升载流子的传输效率。紫外–可见漫反射光谱（ultravioletray-visible diffuse reflectance spectroscopy, UV-Vis DRS）结果显示负载GQDs可以有效提升Si NWs对光的吸收效果。