周期性硅納米線和納米多孔硅的制備及其光電性能研究.pdf

1、納米晶體硅材料如硅納米線、硅納米錐、納米多孔硅等，相比于傳統的體硅材料，因其獨特的光電性質，已成為目前光電材料的研究熱點。
　　本論文以二維膠體球為模板對晶體硅硅片表面進行圖形化，分別利用反應離子刻蝕與金屬-輔助化學刻蝕方法，制備了納米多孔硅與硅納米線材料。系統地研究了影響二維聚苯乙烯膠體球(PS)自組裝的實驗條件，并在硅片表面制備了大面積緊密排列的膠體球模板。本論文的主要工作和結果如下:
　　(1)以乙醇為分散介質，利用溶

2、劑蒸發法自組裝PS納米球。通過改變基片表面性質、粒徑大小、乙醇比例等條件，得出單層膠體晶體球模板制備條件。對于濃度2.5wt％的PS水分散劑，直徑500 nm與1000nm的PS中分散劑乙醇的最佳比例分別是50％與45％。確定RIE的最佳射頻功率是40W。
　　(2)系統地研究了晶體硅與刻蝕氣體的反應過程，發現SF6氣體是刻蝕硅基底的主要刻蝕劑;O2氣體是刻蝕稀釋氣體，同時也起到了側壁保護的作用。射頻功率越大，氣體產生自由基的密度

3、越大，刻蝕速率越快，但是刻蝕方向性變差。解決納米線團簇問題的關鍵是將結構的高寬比控制在70以下，優化后的刻蝕速度為60 nm/s。
　　(3)納米多孔硅的反射譜實驗實測數據與模擬計算結果證實，納米多孔硅的周期常數決定了反射譜的最小值。相比于平面硅，硅納米線與納米多孔硅均具有優良的廣譜減反特性。兩種硅納米結構在超過硅的光學帶隙(1.12 eV)的波段內的反射率均低于6％。
　　(4)在制備的周期性硅納米線表面通過包覆TiO2、