氧化层对水分解阳极多孔Si性能的影响

通过改变腐蚀时间,研究了多孔硅的反射率、禁带宽度、发光性能,比较了退火前后多孔硅作为水分解阳极的工作性能.测试表明,当腐蚀时间为45min时,得到的多孔硅孔隙均匀,反射率低.大气退火在多孔硅表面形成了一层SiO_2,在水分解中起到很好的保护作用.对于退火样品,腐蚀时间为45min样品,电流密度较早达到稳定,腐蚀速率最小.     

电化学脉冲腐蚀制备均匀发光多孔硅

采用脉冲腐蚀和直流电化学腐蚀两种方法制备多孔硅,对这两种方法制备的多孔硅样品进行了扫描电镜和荧光光谱测量,发现脉冲腐蚀制备的多孔硅样品比直流腐蚀制备的多孔硅样品表面均匀、硅丝或者硅柱的尺寸较小、发光强度大,而且发光峰位有明显.的蓝移现象.同时我们还发现多孔硅样品的尺寸越小其能带越宽,由此得出多孔硅样品的发光现象符合量子限域解释的多孔硅的发光机制.     

HNO3处理多孔硅高效发光的研究

在实验室条件下对P型单晶硅片进行阳极电化学腐蚀制成多孔硅(Porous Silicon)样片,同时用适当配比的HNO3对多孔硅进行处理.比较了HNO3作用前后样片的光致发光(PL)谱,结果发现用HNO3处理的多孔硅的发光效率有显著提高.用XPS和SEM对样片测试的结果表明酸处理后样片表面形成Si-O结构,其表面平均孔径增大,而且分布更均匀.     

阳极腐蚀条件及单晶硅类型对多孔硅光致发光性能的影响

研究了阳极腐蚀条件及单晶硅的导电类型和掺杂原子浓度等多多孔硅微结构与室温可见区光致发光性能的影响。结果表明,延长腐蚀时间、提高电流密度降低腐蚀液中氢氟酸浓度,都能引起多孔硅发光波长蓝移,发光强度的变化则较复杂;由轻掺杂硅制备的多孔硅不仅发光效率高,而且波长蓝移,硅片导电类型多孔硅发光的影响不显著,这些结果可根据量子限制疚与多孔硅的形成机制来解释。     

n型多孔硅的无光照制备方法

以甲醇、双氧水和氢氟酸的混合液为电解质,在无光照条件下,用电化学腐蚀方法制备了n型多孔硅.通过场发式扫描电镜测试表明,由这个简单易行的方法制得的多孔硅,其表面孔洞的尺寸、密度及深度均一,孔洞呈近似矩形状,边缘光滑.随着电化学腐蚀的电流密度与腐蚀时间的乘积的增加,孔洞的尺寸和深度增加.在多孔硅的形成过程中,双氧水有助于在硅片中形成空穴,使腐蚀反应能够顺利进行.     

SiO_2微球模板制备多孔硅与其热电性能研究

利用SiO_2微球模板法腐蚀Si片,发现不仅提高了腐蚀速率,而且孔洞更加均匀,孔隙率和有序性有所提高.对所制备的多孔硅进行性能测试结果表明,随腐蚀时间增加热导率降低.与相同时间无模板直接化学腐蚀多孔硅相比,SiO_2微球模板法得到的多孔硅有更低的热导率.将多孔硅腐蚀时间75min与腐蚀时间90min进行比较,样品的激活能由100.49meV增加到174.19meV,电阻率略有上升.     

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。     

电化学脉冲腐蚀制备多孔硅微腔技术

基于电化学脉冲腐蚀方法,用正交实验法给出了制备多孔硅微腔较为理想的制备参数:脉冲周期为5 ms,占空比为5/10和上下各6个周期的Bragg镜面层,得到了半峰宽为6 nm的窄峰发射的多孔硅微腔.并用了以HF酸扩散为基础的多孔硅动态腐蚀机理对实验结果进行了解释,认为在用电化学脉冲腐蚀法制备多孔硅微腔的过程中,不但要考虑到HF酸对硅的纵向腐蚀(电流腐蚀),也要考虑到HF酸对多孔硅硅柱的横向腐蚀(浸泡腐蚀).     

HNO3处理多孔硅高效发光的研究

在实验室条件下对P型单晶硅片进行阳极电化学腐蚀制成多孔硅（Porous Silicon）样片。同时用适当配比的HNO3对多孔硅进行处理。比较了HNO3作用前后样片的光致发光（PL）谱，结果发现用HNO3处理的多孔硅的发光效率有显著提高。用XPS和SEM对样片测试的结果表明：酸处理后样片表面形成Si-O结构，其表面平均孔径增大，而且分布更均匀。     

基于阳极腐蚀的多孔硅成长速度研究

提出基于阳极腐蚀的多孔硅的形成同时包含多孔硅的形成和电抛光体硅两部分组成 .把电抛光体硅的电流密度Je 与总的腐蚀电流密度J的比值定义为抛光因子α .推导出了多孔硅的成长速度与腐蚀电流密度、多孔度和抛光因子α之间的关系式 .在实验误差的范围内 ,三组文献提供的实验数据验证了本文结论的正确性 .     

用HF-醇溶液法制备多孔硅的新方法

本文采用HF-醇溶液法制备了多孔硅.实验表明,它提高了多孔硅中的游离氟离子浓度,改善了电解液与硅片的润湿性,有利于形成均匀的多孔硅;在非光照条件下,可制成N型多孔硅.     

多孔壳聚糖膜固定化脲酶活性的X射线微区分析

以邻苯二甲酸二丁酯为致孔剂,制备多孔壳聚糖膜,用作固定化脲酶的载体.利用X射线微区分析方法,对其活性进行了定位分析:以BaCl2为捕捉剂,在Tris_HCl缓冲溶液中,底物尿素经固定化脲酶催化水解产生NH3和CO2,后者和捕捉剂反应生成BaCO3,沉积在固定化脲酶的催化活性部位.结果表明:BaCl2可用作固定化脲酶活性定位的捕捉剂;多孔壳聚糖膜通透性好、比表面积大、载酶量高,脲酶均匀分布在膜的外表面和膜内的孔隙中.     

Self-assembly of ZnO nano-particles and preparation of bulk ZnO porous nanosolids

Novel bulk ZnO porous nanosolids were prepared by a unique solvothermal hot-press method, using ZnO nanoparticles and several kinds of solvents as the starting materials. It was found from the experiments that ZnO nanoparticles underwent a “self-assembly process” under some specific hydrothermal hot-press conditions. As a result,some “nanoflowers” formed. The results showed that porous nanosolids with uniform pore diameters could be obtained when water distributed uniformly among the ZuO uauoparticles. On the contrary, if the uniformity of the distribution of water was poor, ““nanoflowers““ would appear in the water-rich region. It was also found that the photoluminescence of ZnO porous nanosolids was affected by the self-assembly phenomenon. In addition, the results also showed that, both the volume and diameters of the pores could be adjusted by changing either the hot-press temperature, pressure or the kinds of solvents.     

不同分子量聚合物溶液在多孔介质中的渗流特性研究

通过岩心流动实验,探讨了部分水解聚丙烯酰胺溶液(HPAM)在多孔介质中流动时聚合物分子量和孔隙特征参数对流动行为的影响,得到了一组反映流动参数变化规律的关系曲线。结果表明,在消除黏度效应条件下,高分子量聚合物比低分子量聚合物降低水相渗透率的能力强;聚合物分子量越高,多孔介质渗透率越低,阻力系数和残余阻力系数越大,聚合物越早突破多孔介质;当平均孔隙半径与聚合物分子尺寸之比大于4时,多孔介质的孔隙通道一般不会发生聚合物堵塞.     

非均匀多孔介质中导热过程

采用控制容积法和界面调和平均导热系数以及图形处理方法,对典型非均匀多孔介质Sierpinski地毯中的导热过程进行分析与模拟计算.结果表明:实际多孔介质中温度与热流分布是不均匀和不连续的,内部结构是影响温度分布和热量传递的主要因素,其影响程度与骨架和孔隙的导热系数、孔隙的大小和分布有关;温度梯度在孔隙中明显变大与孔隙处导热系数很小相对应;热流在孔隙和骨架交界处的局部区域中明显变大,尤其是在方形孔隙的角部出现热流峰值,这与温度发生突变的位置点相对应.研究结果可以推广到更为复杂的非均匀多孔介质的场合,可以进一步认识非均匀多孔介质中的导热规律,为工程计算提供更精确的计算方法.     

楔压加工对Al-20Si合金铸造管坯组织性能的影响

为了消除铸造铝硅合金中的孔洞、疏松等缺陷,改善合金组织,提高合金性能,采用基于多道次局部小变形累积致整体成型的楔形压制工艺,对通过重力铸造方法制备出直径为Φ328mm的AI-Si管坯,进行楔形压制.通过金相组织、室温拉伸、布氏硬度和SEM等手段,研究了楔形压制的规律及合金的组织与性能的演变.结果表明:管坯中的孔洞显著闭...     

硅基低维结构的电子态和光学性质

Canham的文章发表以后，引起了世界范围的研究热潮，目的是实现硅基的集成光电子技术．其中一个主要的研究方向是多孔硅的发光机制．根据各自的实验结果提出了不同的模型：量子限制、表面态复合、硅氧烷及其衍生物、以及声子辅助跃迁等．同时开始了理论计算，方法包括：紧束缚、经验赝势、和基于局域密度泛函的第一原理方法等．大部分理论计算研究的是量子限制对多孔硅和纳米硅晶发光的效应．计算得到的辐射寿命比直接能隙GaAs中激子的长得多，说明量子限制不能完全解释多孔硅的高发光效率．提出了一个经验赝势的同质结模型来计算多孔硅和纳米硅晶的电子结构．多孔硅的波函数用一组体Si波函数展开，它们的波矢满足周期性边界条件．利用简并微扰论计算了S量子线、量子孔、量子阱层和棱柱晶粒的电子态和光跃迁几率(寿命)．用紧束缚集团模型研究了表面键饱和对Si纳米晶体发光的效应．取表面Si原子的悬键与吸附原子之间的相互作用能量Vs为不同的值，代表不同的吸附原子．发现当Vs的绝对值变小时，能隙减小，同时跃迁几率增加约2个数量级．     

用热分解方法在多孔硅中形成纳米银粒子

通过简单的溶液浸泡－热分解方法成功地在氧化多孔硅的孔中沉积了纳米银粒子，形成了银/氧化多孔硅/硅的复合结构.用X射线衍射光谱(XRD)和扫描电子显微镜（SEM）表征了多孔硅上纳米银粒子的存在.     

不同颗粒粒径下型煤孔隙及发育程度分形特征

煤是一种非均匀多孔隙介质,其孔隙特征及其发育程度与煤层中瓦斯的吸附解吸特性及流动特征密切相关。为探讨型煤的孔隙结构,实验以颗粒粒径分别为4.00～1.70 mm、1.70～0.38 mm及0.38～0.18 mm的煤颗粒制作而成的型煤为研究对象,利用CF-2000P偏光分析软件和Fractalfox2.0分形分析软件对由不同粒径煤颗粒压制成的型煤孔隙特征及发育程度开展了系统研究。结果表明,随着型煤颗粒粒径逐渐减小,型煤中的孔隙半径逐渐减小,孔隙总数逐渐增多,分形维数值逐渐增大,孔隙发育程度逐渐增大,孔隙分布均匀程度逐渐增大。     

多孔硅的形成和发光

概述了多孔硅的制备方法,同时提出了对双槽法的改进方法。阐述了多孔硅的形成机理和发光机理的各种模型,同时对多孔硅的研究前景作了展望。