硅納米線陣列的制備及其在生化傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、硅納米線以其進入納米尺度后所具有的獨特的半導(dǎo)體性質(zhì)與發(fā)展為各式納米元件的極大潛力，受到學(xué)術(shù)界越來越多的關(guān)注。
　　 在本論文的第一部分中，針對利用“無電電鍍”方法制備硅納米線的形成機制的說法不統(tǒng)一的現(xiàn)狀，我們從研究硅納米線的形成機理入手，通過對無電電鍍和伽伐尼置換兩個概念的分析，借鑒其他小組的某些觀點和經(jīng)過大量的實驗驗證，提出一種新的硅納米線的形成機制。在該機制中，伽伐尼置換過程中形成的金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)結(jié)構(gòu)對硅納米

2、線陣列的形成起到至關(guān)重要的作用。MIS結(jié)構(gòu)是一個動態(tài)平衡的過程，貴金屬離子和HF溶液分別起到增厚和減薄二氧化硅層的作用。
　　 第二部分，考慮到以往的硅納米線刻蝕需要在高溫、高壓等嚴(yán)苛的實驗條件下進行，我們通過對實驗條件的改進，在室溫、常壓等常態(tài)的實驗條件下，成功地制備了線徑均勻和垂直排布于硅襯底的硅納米線陣列；同時，通過研究各實驗條件對形成硅納米線的影響，得到優(yōu)化的制備硅納米線陣列的實驗條件。結(jié)合實驗結(jié)果，對硅納米線形成機理做

3、進一步探討，證實了第一部分中提出的機制的正確性。
　　 第三部分，為了實現(xiàn)硅納米線陣列在微納器件中的應(yīng)用，我們通過把微電子加工工藝與伽伐尼置換相結(jié)合的方法，采用氮化硅做掩膜，成功地獲得了圖形化的硅納米線。通過在氮化硅抗蝕能力之內(nèi)，改變刻蝕時間的影響，得到優(yōu)化的實驗條件。另外，利用流體力學(xué)理論解釋了圖形化對形成硅納米線長度的影響。
　　 最后，通過在硅納米線陣列的表面修飾普魯士藍分子，制成了普魯士藍/硅納米線電極，通過在三