面向MEMS红外光源的高辐射率纳米硅结构制备

通过制备面向MEMS红外光源的高辐射率多晶硅纳米柱状结构和单晶硅纳米孔结构,以提升红外源表面辐射率,降低器件功耗。制备方法分别为反应离子刻蚀(reactive-ion-etching,RIE)及等离子浸没离子注入(plasma immerse ion implantation,PIII)工艺对单晶硅以及铝电极掩膜的多晶硅表面调控修饰制备。并对2种纳米硅结构进行了吸收率测试,对铝电极掩膜进行了引线键合破坏拉力测试。测试表明,纳米硅结构在3~5μm波段的辐射率可以达到85%以上,暴露在刻蚀气氛后的铝电极掩膜引线键合强度可以达到器件工艺要求。

硅纳米结构阵列:光热CO_(2)催化的新兴平台

人口的快速增长和高能源需求产业造成了严重的环境问题。太阳能等替代性的清洁能源对于缓解能源危机和温室效应至关重要。光催化是一种很有前途的方法,但它在转化率、效率和规模化方面存在局限性。光热催化则结合了光化学和光热效应,是在温和条件下有效催化化学反应的新概念。近年来,与传统的光热催化剂相比,硅纳米结构阵列在光热CO_(2)还原反应中表现出独特的催化性能优势。作为一种平台,它表现出优异的光收集能力、高比表面积以及多样化的材料复合选择。本文综述了光热催化CO_(2)转化的概念和原理,硅纳米结构阵列的功能,以及利用硅纳米结构阵列在光热催化CO_(2)转化方面的最新进展,最终将为高性能纳米结构阵列光热CO_(2)催化剂的发展方向提供指导。

硅纳米线和硅纳米孔结构多晶硅太阳能电池性能比较

通过金属辅助化学刻蚀及碱修饰方法在多晶硅硅片上制备了硅纳米线和硅纳米孔结构,并详细比较了硅纳米线和硅纳米孔多晶硅硅片在反射、内量子效率、磷浓度分布以及电池性能等情况。研究表明,硅纳米孔结构多晶硅太阳能电池开路电压为0.622 1V,短路电流为8.51A,填充因子为79.55%,电池效率为17.30%,与硅纳米线结构多晶硅太阳能电池相比,其效率高出0.25%。

硅纳米孔结构在多晶硅太阳能电池中的应用

利用金属辅助化学刻蚀及碱修饰方法在多晶硅上制备了硅纳米孔结构,比较了硅纳米孔结构和酸制绒常规多晶硅硅片在反射、内量子效率、磷浓度分布以及电池性能等方面的情况。研究表明,硅纳米孔结构多晶硅太阳能电池开压为0.626 1V,短路电流为8.683A,填充因子为79.06%,效率为17.66%,比酸制绒常规电池片高出0.23%。

基于金属辅助化学腐蚀的大高宽比硅纳米结构制备

为了获得大高宽比的硅纳米结构,结合电子束光刻和等离子刻蚀方法制备厚度为5 nm/20 nm的Ti/Au微纳结构,然后以氢氟酸、去离子水和双氧水作为腐蚀液,利用各向异性金属辅助化学腐蚀制备大高宽比硅纳米结构,并进行了实验验证。研究了双氧水的浓度和腐蚀温度对硅纳米结构形貌的影响,分析了大高宽比硅纳米结构的金属辅助化学腐蚀机理。实验结果表明:在较低的双氧水浓度和较低的腐蚀温度下,可以形成侧壁陡直、光滑的大高宽比硅纳米结构,在纳米光栅结构和阵列结构的X射线掩模制造中显示出其优越性。基于氢氟酸、去离子水和双氧水的浓度分别为4.8、50和0.12 mol/L的腐蚀液,在2℃下进行金属辅助化学腐蚀,得到了高度为4.2μm的300 nm特征尺寸的硅纳米柱结构,对应高宽比为14∶1。

硅纳米结构晶体管中与杂质量子点相关的量子输运

在小于10 nm的沟道空间中,杂质数目和杂质波动范围变得十分有限,这对器件性能有很大的影响.局域纳米空间中的电离杂质还能够展现出量子点特性,为电荷输运提供两个分立的杂质能级.利用杂质原子作为量子输运构件的硅纳米结构晶体管有望成为未来量子计算电路的基本组成器件.本文结合安德森定域化理论和Hubbard带模型对单个、分立和耦合杂质原子系统中的量子输运特性进行了综述,系统介绍了提升杂质原子晶体管工作温度的方法.

硅纳米结构对表面辅助激光解吸/电离质谱检测性能的提高

本文总结了多种构筑硅纳米结构的方法,综述了近年来利用硅纳米结构提高表面辅助激光解吸/电离质谱(SALDI-MS)性能的研究工作,展望了利用功能化的硅纳米结构表面进一步提高激光解吸/电离(LDI)效率的前景.

纳米结构硅基粉末与复合物

近10年来，纳米相材料科学已成为固体物理学、化学和材料科学领域中一个非常重要和活跃的分支。纳米材料的特征长度(粒子直径，即粒径)小于100nm，因而人们应用纳米粒子的目的在于利用其不同于粒状材料性质(约束效应)的特性。首先纳米材料用作了催化剂和颜料，但其力学、光学。

康奈尔大学:高分子模具或可制备硅纳米结构

人类自诞生以来就开始使用模具去制作东西了。在青铜器时代，将铜一锡合金熔化后倒入陶模中以制作武器。现在人们广泛使用注射和挤出成型工艺，利用热液体来制作包括从汽车零件到玩具的各种物品。想要确保这些工作正常完成，在热液体逐渐固化成型的过程中，模具必须具有很稳定的性质。

基于AFM的Si纳米结构的加工

介绍了通过使用原子力显微镜,在H钝化Si(100)的表面局部阳极氧化反应的表面氧化图案上刻写的纳米级Si 结构加工。这种氧化图形可被用作Si的可选择性蚀刻工艺的掩膜。带有临界特性的小到30 nm的边门Si 场效应晶体管也通过这种方法加工。

硅纳米针阵列抗菌材料的制备及其抗菌性能研究

本文以简易经济的金属辅助化学刻蚀技术制备了具有高效杀菌性能的硅纳米抗菌材料并研究其形貌与结构,以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为代表菌株,研究了纳米针抗菌材料的抗菌活性。实验证明,该抗菌材料对在其表面培养3 h的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌效率分别为85.12%,76.40%,表明该材料对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌均有高的杀菌效果,所制备的抗菌材料有望为医疗卫生系统在抵抗细菌污染方面提供解决方案。

氢退火注碳外延硅发光特性研究

外延硅经过碳注入、氢气氛下高温退火和电化学腐蚀相继处理之后,发出位于 431 nm 左右的蓝色荧光峰。随电化学腐蚀条件的增强,蓝色荧光峰先变强后消失,并出现位于 716 nm 处的红光峰。样品中随碳注入而注入的杂质 C=O复合体镶嵌在退火过程所形成的纳米硅颗粒的表面,形成典型的纳米硅镶嵌结构。正是这种结构导致了蓝光发射。

退火温度对碳注入外延硅蓝光发射特性的影响

获得了不同退火温度注碳外延硅的蓝光发射谱,分析了退火温度对其蓝光发射特性的影响,发现退火温度为 1 000℃样品具有最强的发射强度。认为经碳注入所引入的杂质C = O 复合体是发光的重要因素;经碳注入氮气氛中退火及电化学腐蚀处理形成纳米硅镶嵌结构,因量子限制效应–表面复合效应而发光。

用PAA模板法实现硅基纳米孔阵列结构

用二次阳极氧化方法制备出分立、双向贯通并且超薄(500—1000 nm)的多孔阳极氧化铝膜,贴合到硅片上进行干法刻蚀,实现图形转移,得到了硅基纳米孔阵列结构,并对工艺中影响图形转移质量的因素进行了探索.扫描电镜(SEM)测试结果表明该途径得到的纳米结构孔形态均匀且大面积有序,孔深度可达到125 nm.对该样品进行热氧化处理后进行光致发光(PL)测试,结果表明其光致发光机理是基于通常较微弱的TO声子辅助的硅带边发光,并实现了显著发光增强,对这种增强效果的物理机理进行了理论分析.该结构具有的独特光学特性为利用这一途径改变硅的弱发光性质,乃至实现硅基高效发光带来曙光.

层状结构(RCOOH_2O)_nSi(OH)_(4-n)胶束聚集体-插层客体分子自组装与合成技术

以类纳米结构有机硅/无机硅纳米复合物为前驱物,自组装成(RCOOH2O)nSi(OH)4-n缔合分子,进而自组装成层状结构(RCOOH2O)nSi(OH)4-n胶束聚集体,以此为主体与插层客体合成。开发出一种新型酰基正硅酸化合物、聚合物制造途径,介绍了该技术的要点:层状结构(RCOOH2O)nSi(OH)4-n胶束聚集体的制备;插层客体预处理;分子自组装与合成,并介绍了其特点。

硅纳米结构中硅空位缺陷引发的双峰蓝光发射

报道了在硅纳米结构中 4 1 7nm和 4 36nm双峰结构的蓝光发射的实验和理论研究结果 .制备了四种包含和没有包含β SiC纳米晶粒的硅纳米结构 ,观察到了 4 1 7nm和 4 36nm的双峰蓝光发射 .光致发光谱的分析和微结构的观察揭示了蓝光发射与硅纳米结构中过剩硅缺陷中心的存在有关 .计算了由过剩硅原子形成的含有硅空位缺陷的纳米晶粒的电子能级 ,发现计算所得的态密度的特征与观察到的双峰发射吻合 .这项工作提出了在许多硅纳米结构中存在 4 1 7nm和 4

纳米硅上的弯曲表面效应及其特征发光

纳米硅结构使能带的带隙展宽,并形成准直接能带带隙结构.弯曲表面上的某些键合可以在带隙中产生局域电子态,计算表明:纳米硅弯曲表面上的Si-N,Si=O和Si-O-Si键合能够分别在带隙中2.02 eV,1.78 eV和2.03 eV附近形成局域态子带,对应了实验光致荧光谱(PL)中605 nm处的LN线、693 nm处的LO1线和604 nm处的LO2线特征发光.特别是,Si-Yb键合在纳米硅弯曲表面上可以将发光波长调控到光通信窗口,在1310 nm到1600 nm范围形成LYb线特征发光.

固体所在碳化硅纳米结构研究取得新进展

中科院合肥物质科学院固休物理所研究人员基于硅片在液相有机介质中的激光烧蚀（图a左上插图）实现Si与碳原子（或团簇）之间的碳化反应，

可方便规模化制备的夹心二氧化硅纳米结构

中国科学院理化技术研究所唐芳琼研究小组发现，通过对具有“三明治”结构的有机无机杂化二氧化硅纳米材料刻蚀掉中间层方法可方便制得具有中空结构、有可移动内核和外壳夹心的二氧化硅纳米颗粒．这种方法可使颗粒尺寸、外壳厚度和内核大小得到精确控制，且可规模化制备．