基于金屬輔助化學(xué)刻蝕法的硅納米線形貌調(diào)控及機(jī)理研究.pdf

1、硅納米線由于其特殊的納米尺寸效應(yīng)在太陽電池及光電器件以及生物化學(xué)的探測(cè)應(yīng)用上都有著極為廣闊的發(fā)展前景。而金屬輔助的化學(xué)刻蝕方法作為最簡(jiǎn)便易行的方法之一,由于經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn)和與傳統(tǒng)平板太陽電池制備工藝極好的相容性而備受關(guān)注。然而基于此方法的機(jī)理研究尚未完善,且傳統(tǒng)的基于此方法的硅納米線形貌調(diào)控一般都較為昂貴且在調(diào)控范圍上存在一定的局限性。因此,本論文就完善金屬輔助化學(xué)刻蝕法的硅納米線的形貌調(diào)控問題和機(jī)理研究,進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在此論文中,

2、我們的主要研究工作有以下兩點(diǎn):
　　1.原有制備流程上加入光照的新形貌調(diào)控方法的提出及機(jī)理、應(yīng)用的研究
　　本文提出了一種用光照調(diào)控形貌的新方法,研究了光照強(qiáng)度、光照能量和基底摻雜濃度對(duì)于形成和調(diào)控由傾斜彎曲的硅納米線構(gòu)成的錐型結(jié)構(gòu)的影響,并且在一定情況下制備出了類似于“竹筍”和“星星”的新形貌。此外,我們提出了一種不同于先前“bending”模型的理論解釋,我們認(rèn)為圓錐形結(jié)構(gòu)是由于刻蝕路徑的傾斜造成而非由于機(jī)械性的彎折所造

3、成,并通過 Ag顆粒的 EDS測(cè)量結(jié)果得到了證實(shí)。我們推測(cè)此刻蝕路徑的傾斜是由于光生電子空穴對(duì)的濃度梯度擴(kuò)散所形成。此種方法和機(jī)理的提出為相似納米結(jié)構(gòu)的制備和調(diào)控提出了新的思路,并且在作為探測(cè)器以及發(fā)光器件上會(huì)帶來應(yīng)用前景。
　　2.金屬輔助化學(xué)刻蝕法中摻雜對(duì)于刻蝕過程影響的機(jī)理研究
　　本文以硅片基底的不同摻雜濃度和摻雜類型為變量,研究了在特定刻蝕溶液濃度下,化學(xué)刻蝕過程中不同摻雜對(duì)于Ag顆粒沉積形貌與數(shù)量、以及對(duì)硅納米線