论文摘要
通过采用一步纳米金属颗粒辅助化学刻蚀法（MACE）成功制备了多孔硅纳米线,并主要研究了硅片掺杂浓度、氧化剂AgNO3浓度以及HF浓度对硅纳米线阵列形貌结构的影响规律.研究结果表明:较高的掺杂浓度更有利于刻蚀反应的发生和硅纳米线阵列的形成,这是由于高掺杂浓度在硅片表面引入了更多的杂质和缺陷,同时高掺杂浓度的硅片与溶液界面形成的肖特基势垒更低,更容易氧化溶解形成硅纳米线阵列;在一步金属辅助化学刻蚀法制备多孔硅纳米线阵列的过程中,溶液中AgNO3浓度对于其刻蚀形貌和结构起到主要作用,AgNO3浓度过低或过高时,硅片表面会形成腐蚀凹坑或坍塌的纳米线簇,Ag NO3浓度为0. 02 mol·L-1时,硅纳米线会生长变长,最终形成多孔硅纳米线阵列.随着硅纳米线的增长,纳米线之间的毛细应力会使得一些纳米线顶部出现团聚现象;且当HF溶液浓度超过4. 6 mol·L-1时,随着HF酸浓度的增加,硅纳米线的长度随之增加.同时,硅纳米线的顶部有多孔结构生成,且硅纳米线的孔隙率随HF浓度的增加而增多,这是由于纳米线顶部大量的Ag+随机形核,导致硅纳米线侧向腐蚀的结果.最后,根据实验现象提出相应模型对多孔硅纳米线的形成过程进行了解释,归因于银离子的沉积和硅基底的氧化溶解.
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 何祖东,耿超,邱佳佳,杨玺,席风硕,李绍元,马文会
关键词: 单晶硅,硅纳米线阵列,金属辅助化学刻蚀法,多孔结构,形成机理
来源: 工程科学学报 2019年07期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑
专业: 无机化工,材料科学
单位: 昆明理工大学冶金与能源工程学院(复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室),云南省能源研究院有限公司,昆明理工大学新能源研究院
基金: 国家自然科学基金资助项目(51504117,61764009,51762043),云南省重点基金资助项目(2018FA027),云南省青年基金资助项目(2016FD037)
分类号: TQ127.2;TB383.1
DOI: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.07.011
页码: 922-928
总页数: 7
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标签：单晶硅论文; 硅纳米线阵列论文; 金属辅助化学刻蚀法论文; 多孔结构论文; 形成机理论文;