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.     

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。     

多孔硅整流特性研究

从多孔硅的最基本的器件结构--金属/多孔硅/硅入手,研究这种结构的电学性质:整流特性,对进一步理解和提高多孔硅的电致发光和多孔硅在其它一些电学方面的应用有着积极的意义.用电化学腐蚀法制得多孔硅,对多孔硅电化学氧化和氮气气氛下退火,研究这两种后处理方式对多孔硅整流特性的影响.多孔硅经高浓度硫酸电化学氧化后,整流特性消失;多孔硅经氮气气氛下退火后,整流特性增强;分析了相应的机理.     

用于RF无源器件的氧化多孔硅隔离层技术

为了提高片上射频(RF)无源器件的性能,可以利用氧化多孔硅厚膜隔离硅衬底来降低硅衬底的高频损耗.通过采用Serenade SV建模对共面波导传输性能的分析,计算了不同厚度的氧化多孔硅隔离层硅衬底的损耗.结果表明氧化多孔硅(OPS)隔离层能够极大地降低硅衬底在高频条件下的损耗.实验制备过程中采用电化学阳极氧化法在n+衬底上制备了多孔硅厚膜,继而将孔隙度大于56%的多孔硅样品利用两步氧化法氧化为氧化多孔硅厚膜,有效地解决制备过程中的隆起失效和崩裂失效问题.测量了多孔硅的生长速率和氧化多孔硅的表面形貌.制作了一个氧化多孔硅隔离层上的5 nH的Cu平面电感,在2.4 GHz时电感的品质因数(Q值)超过了6.     

新型柱状面包坯成形机的结构与功能分析

研究了面团坯的搓圆原理以及成形过程,通过对比分析传统搓圆机的工作原理,设计出一种新型柱状面包坯成形机.结果表明:新型面包成形机的结构简单、紧凑,可以使面团的内部组织结构更加细密,面团经过醒发后,气孔能在内部均匀膨胀,形成多孔膨松状的内部结构.     

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.     

用电化学方法制备多孔硅

为了深入了解多孔硅的特性,用电化学方法在双槽电解池中腐蚀形成了不同结构形貌的多孔硅层.结果发现,在本试验控制条件下,p 掺杂的硅比n 的容易腐蚀,而且孔的分布也比较均匀.轮廓仪的分析表明,电化学方法形成的多孔硅表面和内部结构比较规则,而且深度比较大,可在MEMS技术中得到广泛应用.对试验中出现的龟裂现象进行了分析,认为这是由于孔内液体挥发产生的毛细应力多孔硅氧化过程中因晶格膨胀和易位形成的应力联合作用的结果.     

多孔硅的能带与发光机制的研究与分析

在光致发光技术对多孔硅光学性质研究的基础上讨论了与多孔硅的微观结构有关的多孔硅的能带结构,用能量赝势法模拟计算出多孔硅的能带间隙.     

多孔硅发光性能研究

研究多孔硅的发光有重要意义.我们研究了湿法腐蚀多孔硅、铁掺杂多孔硅、乙醇中的多孔硅颗粒的发光.湿法腐蚀制备多孔硅,腐蚀速度不均匀,发光随腐蚀时间没有规律,不好把握过程,虽可以得到不同波段发光,但很难通过严格控制湿法腐蚀的条件来得到想要的发光.稀土有自己的能级,稀土掺杂对多孔硅发光是有影响的,铁不像稀土有自己的能级,我们发现铁掺杂对多孔硅发光没有明显影响.将多孔硅的纳米颗粒置于乙醇中,与薄膜时相比,未发现其发光峰形有明显改变.     

基于改进随机Hough变换的圆形目标检测算法

圆形目标检测在各个领域得到了广泛应用.为了提高规则圆的检出效率、降低不规则圆的漏检率,文章提出了一种改进随机Hough变换的圆形目标检测算法.算法首先用区域增长和RGB二值分割等算法对不同背景的图像进行二值分割和去噪处理,接着对连通域分割的特征区域用具有圆形性特征的边缘点进行候选圆的检测和验证.实验对比结果表明,本文算法可以显著提高规则圆的检出效率、降低不规则圆的漏检率,算法计算量小、运行速度快、鲁棒性强.     

一种渐进式圆心定位的原木端面轮廓识别方法

Hough变换圆检测方法可以很好地检测出原木轮廓图像中的圆形轮廓,然而,部分原木端面轮廓是圆形轮廓的变形或带干扰边缘的圆形轮廓,因而无法正确地被识别.针对该问题,提出一种渐进式圆心定位方法.首先,通过迭代方法,由轮廓区域中被扫描到的某一点定位到圆心位置;其次,以被识别的圆心为中心,根据圆轮廓遴选模型,在待识别轮廓中确定最合适轮廓.实验结果证明方法的有效性.     

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.     

吸附尿素的多孑L硅结构电性质研究

电阻率为15-20 Ωcm n型单晶硅在氢氟酸-乙醇溶液中通过光电化学阳极氧化刻蚀后,再经过光氧化处理得到稳定化的多孔硅(porous silicon,PS).在PS结构基础上通过真空蒸镀金属铝(Al)层形成Al/PS/Si/Al纵向结构和Ps两端镀铝的Al-Ps-Al横向结构.利用多孔硅高比表面积对不同浓度尿素进行吸附后,得到Al/Ps-urea/si/Al or Al-PS-urea-Al结构.研究了上述两种结构的电流电压的半对数关系,结果表明lg I～V,曲线与被吸附尿素的含量呈递减关系,浸泡PS的尿素溶液浓度在1μg·ml-1～1 mg·ml-1范围内呈线性递减关系.基于这两种结构的多孔硅器件有望实现对尿素的传感.     

多孔硅整流特性研究

从多孔硅的最基本的器件结构——金属/多孔硅/硅入手,研究这种结构的电学性质：整流特性,对进一步理解和提高多孔硅的电致发光和多孔硅在其它一些电学方面的应用有着积极的意义。用电化学腐蚀法制得多孔硅,对多孔硅电化学氧化和氮气气氛下退火,研究这两种后处理方式对多孔硅整流特性的影响。多孔硅经高浓度硫酸电化学氧化后,整流特性消失;多孔硅经氮气气氛下退火后,整流特性增强;分析了相应的机理。     

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.     

多孔硅光电特性及其应用

通过对金属铝、多孔硅及单晶硅样品在无光照和有光照两种不同条件下I-U特性的测试,研究了多孔硅光电特性及其应用.结果表明,多孔硅(PS)具有高的电阻率和敏感的光学特性     

掺铕(铽)多孔硅的制备及其光致发光

采用了一种新的掺杂方法——溶胶-凝胶法将稀土配合物掺入多孔硅中．研究结果表明：“溶胶-凝胶法”可有效地把稀土掺入多孔硅中,所制得的杂化材料中,观察到Eu^3＋、Tb^3＋特征的橙红色、绿色室温光致发光．而且,通过SiO2对掺入稀土的包裹作用和对多孔硅层的覆盖,提高了多孔硅的稳定性,部分减少了多孔硅的发光猝灭．     

改进的多孔硅生长模型和计算机模拟

基于多孔硅生长过程中阳极化电流,氢氟酸(HF)含量与多孔硅微结构的关系,提出一个改进的多孔硅生长模型,并进行了计算机模拟.该模型吸收了限制扩散模型的优点,同时考虑了F-与空穴的反应过程因素,利用该模型可以模拟出多孔硅形成过程中大电流条件下的电化学抛光现象.二维(100×100)点阵模拟结果与实验数据具有较好的匹配性,模拟得出的多孔硅的多孔度同实验数据相比较,误差不超过10%.     

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...     

Si在Si（111）表面吸附过程的分子动力学模拟

利用Tersoff半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法研究了荷能的硅原子在Si(111)表面的吸附过程.对100K时,初始入射动能分别为5,15,25,30eV的硅原子从6个不同位置轰击Si(111)表面进行了模拟,观察到了硅原子在Si(111)表面形成的吸附结构,并讨论了不同入射位置和入射能量对吸附结构的影响.结果表明,硅原子相对于表面不同的局部构型发生不同的碰撞过程,而硅原子入射能量的提高有利于成键过程的发生,从原子尺度模拟了沉积机制.