金属／多孔硅／硅结构发光器件输运特性的研究

基于Vlkulov等人对金属/多孔硅/硅结构输运特性的研究,分析了载流子在金属/多孔硅/硅结构中的输运过程,研究了各层中电场强度以及电压的分布,讨论了镜像势在正反向偏压下对金属/多孔硅/硅结构I-V特性的影响。结果表明:金属/多孔硅/硅结构中电流主要受表面态电荷和界面层影响,改变多孔硅层厚度将导致各层中电压的重新分布,不管是正向偏压还是反向偏压,电流随厚度的增加而减小;镜像势在正向偏压时对电流的影响可以忽略,但随反向偏压增大镜像势对电流的影响越来越大。

电催化金属辅助化学刻蚀法制备硅纳米线/多孔硅复合结构

量子限制效应使硅纳米线具有良好的场致发射特性,结合多孔硅的准弹道电子漂移模型可提高场发射器件的性能。传统的金属辅助化学刻蚀法制备硅纳米线的效率较低,本研究在传统方法的基础上引入恒流源,提出电催化金属辅助化学刻蚀法,高效制备了硅纳米线/多孔硅复合结构。在外加30 mA恒定电流的条件下,硅纳米线的平均制备速率可达308 nm/min,较传统方法提升了173%。研究了AgNO_(3)浓度、刻蚀时间和刻蚀电流对复合结构形貌的影响规律;测试了采用电催化金属辅助化学刻蚀法制备样品的场发射特性。结果显示样品的阈值场强为10.83 V/μm,当场强为14.16 V/μm时,电流密度为64μA/cm^(2)。

金属离子在多孔硅表面的吸附与电镀过程中金属在多孔硅表面的淀积

刚制备的多孔硅与金属盐溶液接触会产生金属离子在多孔硅表面的吸附现象.实验显示这一现象只发生在新鲜的多孔硅表面,而存放一月以后的样品不具备此性质.文中把这一现象归因于新鲜的多孔硅表面电子的富集,溶液中金属离子从多孔硅表面获得电子而附着.多孔硅表面电镀金属过程中,一定电压下电镀电流密度在起始阶段逐渐下降,可以用一个指数关系式较好地描述,在本文中用一个唯象模型予以解释.

多孔硅的微观结构及其氧化特性

采用ＴＥＭ技术研究了多孔硅微观结构．结果表明：当衬底材料为中等偏高掺杂（０．０３２Ω·ｃｍ）时，多孔硅具有两种不同类型的微观结构，它们的形成和阳极氧化反应电流密度有关．修正了Ｂｅａｌｅ关于多孔硅微观结构的形成模型．采用ＸＰＳ、ＩＲＳ和击穿电压测量，研究了多孔氧化硅的特性，发现多孔硅在低温下（７５０℃）的氧化特性，除了和多孔度有关外，和多孔硅的微观结构以及氧化前的热处理温度有关．

p~-型多孔硅的拉曼光谱与结构特征

本文第一次在较宽的频率范围内研究了ｐ－型多孔硅的拉曼光谱，观察到并试探性的指认了多孔硅的一级ＴＡ、ＬＡ和二级ＬＡ、ＴＯ声子峰；从上述拉曼谱和多孔硅结构关系的初步分析中了解到，ｐ－型多孔硅在结构上是一种类似于纳米晶的硅材料．

氧化钒/多孔硅/硅结构的微观形貌、纳米力学及温敏特性

采用电化学腐蚀法在硅基片表面形成多孔硅,利用直流对靶反应磁控溅射方法在不同电流密度条件下制备的多孔硅样品表面上溅射沉积了VOx薄膜,获得了氧化钒/多孔硅/硅(VOx/PS/Si)结构.采用场发射扫描电镜(FESEM)观测多孔硅及VOx/PS/Si结构的微观形貌,采用纳米压痕仪器测量VOx/PS/Si结构的纳米力学特性,通过电阻-功率曲线分析研究其温度敏感特性.实验结果表明,在40和80mA·cm-2电流密度下制备多孔硅的平均孔径分别为18和24nm,用显微拉曼光谱法(MRS)测量其热导率分别为3.282和1.278kW·K-1;VOx/PS/Si结构的电阻随功率变化的平均速率分别为60×109和100×109Ω·W-1,VOx/PS/Si结构的显微硬度分别为1.917和0.928GPa.实验结果表明,多孔硅的微观形貌对VOx/PS/Si结构的纳米力学及温敏特性有很大的影响,大孔隙率多孔硅基底上制备的VOx/PS/Si结构比小孔隙率多孔硅基底上制备的具有更高的温度灵敏度,但其机械稳定性也随之下降.

多孔硅上贵金属的浸入沉积

将多孔硅浸入含贵金属盐的HF溶液20s,制备了Ag,Au,Pd和Pt的沉积层.AFM形貌显示,这4种贵金属都能在多孔硅上直接沉积,但Pt的沉积量比其他3种少.SEM图及能谱(Energydispersive X-ray spectrometer,EDS)分析显示,沉积层优先生长在孔边上,孔边上的沉积量约是孔底的4.6倍.电化学方法分析显示,Pd和Pt,Ag和Au的沉积层分别具有类似的开路电位和交流阻抗特性,其中Pd层的溶出电流比其他3种大1个数量级,而阻抗比其他小1个数量级,说明Pd层与硅基底的结合程度好,结合界面导电性好.

多孔硅光致发光谱中双峰结构随激发光波长的变化与发光机制

在室温下系统地观测了多孔硅样品的光致发光谱随激发光波长的变化．在激发波长为２６０—３２０ｎｍ范围内，光致发光谱出现明显的双峰结构，两峰峰位分别位于６１０ｎｍ和７００ｎｍ波长附近．当激发波长由２６０ｎｍ开始逐渐增加时，短波峰与长波峰强度之比先增加，随后达极大值，它略大于１，以后，此比值急剧减小，逐渐趋于零，即只存在单一长波峰．以上现象难于用量子限制模型解释．假设在包围纳米硅粒的二氧化硅层中存在两种发光中心，可以用量子限制／发光中心模型来解释上述实验现象．

适合硅微机械系统(MEMS)的集成驱动结构──铝硅双金属膜片

双金属效应是一种基本的物理效应，这一效应在硅微机械装置上的应用，有力地弥补了硅材料不具备压电效应，电信号难以直接转换为机械驱动力的缺陷。本文将介绍我们研制的铝硅双金属膜片．膜片尺寸为4mm×4mm×（20μm单晶硅＋10μm金属铝）．实验和分析结果表明，铝硅双金属膜片具有优越的力学特性，能提供足够大的动力和位移。这种集成的单片驱动结构不仅在材料及工艺上与IC工艺完全兼容，而且通过调整有关结构参数及工艺参数，可使该结构在5伏电压下稳定工作，为实现硅微机械系统（MEMS）奠定了基础．这种驱动方式是目前制造微阀门、微流量泵等需要大动力、大位移的硅微机械及其系统的理想驱动结构．

多孔硅外延转移技术制备以氮化硅为绝缘埋层的SOI新结构

为减少自加热效应 ,利用多孔硅外延转移技术成功地制备出一种以氮化硅为埋层的 SOI新结构 .高分辨率透射电镜和扩展电阻测试结果表明得到的 SOI新结构具有很好的结构和电学性能 ,退火后的氮化硅埋层为非晶结构 .

柄型金属有机化合物(Ⅵ)——四甲基二硅氧桥连不对称茂金属化合物的合成、结构及催化乙烯聚合

四甲基二硅氧桥连不对称环戊二烯基及茚基配体 C5H5Me2 Si OSi Me2 Cp′H相继与丁基锂及 MCl4 ·2 THF作用 ,生成四甲基二硅氧桥连不对称茂金属化合物 (Me2 Si OSi Me2 ) (C5H4 ) (Cp′) MCl2 [Cp′=C5H3But,M=Ti(1 ) ,Zr(2 ) ;Cp′=C9H6 ,M=Ti(3 ) ,Zr(4 ) ].通过元素分析、MS和 1 H NMR谱表征了化合物的分子结构 ,并通过 X射线衍射分析测定了化合物 1的晶体结构 .研究了在 MAO(甲基铝氧烷 )的助催化下 ,化合物 1～

多孔硅的微结构和发光机制探讨

阐述了多孔硅微结构及主要发光机制,并讨论了微结构研究与发光机制研究中存在的问题,并提出改进制备及后处理工艺,纯化表面成分及状态。

过渡金属表面有机官能团硅烷膜的研究——镍电极表面γ氨丙基三甲氧基硅烷膜的结构

在镍电极表面制备了γ 氨丙基三甲氧基硅烷膜 (γ APS)并对其形成和结构进行了研究 .镍电极表面有机官能团硅烷膜的X射线光电子能谱 (XPS)结果表明氮、硅等元素在电极表面的存在 ,并且氨基在膜中有若干种存在方式 ,包括自由氨基和质子化的氨基 .通过对表面增强拉曼散射光谱 (SERS)谱图的分析 ,发现与电极表面作用的吸附基团硅醇羟基和氨基发生了竞争吸附 ,它们及其邻近基团的拉曼谱峰随着电位的负移除了相对强度发生变化以外 ,还发生了一定的位移 ,这缘于吸附基团吸附的量和吸附取向随电极电位发生了变化并形成了更为复杂的界面结构 ;氨基不同存在方式之间也会随之发生转变 ,这一结果与X射线光电子能谱分析的结果相符合 .原子力显微镜 (AFM)

多孔硅荧光谱双峰结构的研究

采用阳极腐蚀法制备了多孔硅 (PS) ,用原子力显微镜 (AFM)照片对其表面和结构做了分析 ,观察到多孔硅纳米尺寸的微结构 ;并进行了多孔硅层 (PSL )的光致发光谱 (PL)测量 ,观察到PL谱峰的”蓝移”和双峰现象 ,符合量子尺寸效应和发光中心理论 。

硅基多孔氧化铝膜的AES多层结构分析和生长过程研究

将电子束蒸发在硅衬底（Ｐ型，〈１００〉晶向，０－５ Ω·ｃｍ） 上厚度４００ ｎｍ 、纯度９９－９９ ％的铝膜，浸入具有中等溶解能力的１５ ｗｔ％ Ｈ２ＳＯ４ 中，ＤＣ恒压６０ Ｖ、恒温０ ℃条件下，进行多孔型过度阳极氧化处理，从而在Ｓｉ 基上得到包含空隙层的多孔氧化铝膜．通过对样品ＴＥＭ 平面形貌、ＳＥＭ 横断面形貌观察以及ＡＥＳ深度剖析，研究了样品的多层结构。

用高分辨电子能量损失谱和紫外光电子谱研究多孔硅的电子结构

本文首次使用分辨电子能量损失谱（ＨＲＥＥＬＳ）和紫外光电子能谱（ＵＰＳ）研究新腐蚀的多孔硅样品（ＰＳ）的电子结构．实验结果发现，从ＨＲＥＥＬＳ谱中能量损失阈值测得的多孔硅的能隙最可几值移到２．９ｅＶ左右，与文献报道的光激发谱（ＰＬＥ）的结果相近．ＵＰＳ结果发现多孔硅费米能级到价带顶的距离不同于单晶硅，结合ＨＲＥＥＬＳ和ＵＰＳ结果可以初步得出多孔硅与硅界面的能带排列．

金属掺杂多孔硅薄膜的制备及荧光光谱研究

用电化学方法对多孔硅薄膜进行了金属掺杂.用荧光分光光度计分析了样品的光致发光特性,结果表明,适量的金属掺杂增强了多孔硅的红光发射,氧化性金属掺杂还增强了多孔硅的蓝光发射,还原性金属掺杂却无此现象.红外吸收谱表明,金属掺杂多孔硅后Si—O—Si键振动增强.XRD谱表明,氧化性金属掺杂后多孔硅的无定形程度增强.对分析结果的解释为:红光增强是金属掺杂引入新的缺陷和硅、氧、金属间新的键态Si—Metal,Metal—O,Metal—Metal所致,而蓝光增强是无定形程度增强,应力增大和进一步氧化所致.

多孔硅的电化学形成及微结构研究

采用自制的电解池用电化学腐蚀方法制备多孔硅,使用正交试验法设计阳极腐蚀参数。使用原子力显微镜研究多孔硅的微结构,分析并讨论了实验参数对多孔硅微结构的影响,确定了最佳制备工艺。

多孔硅的分形结构及其荧光特性

用扫描电子显微镜(SEM)对多孔硅的结构进行了分析.结果显示多孔硅具有分形特性,同计算机模拟结果一致;用荧光光谱仪,研究了多孔硅的荧光特性与激发波长的依赖关系.激发光谱测量结果发现,当激发波长从650nm变到340nm时,荧光谱峰位从红端780nm连续蓝移到500nm.综合分析说明:正是由于多孔硅的分形微结构以及量子限制效应,导致了多孔硅的荧光特性随激发波长改变的物理现象.

多孔硅光致发光谱的多峰结构

基于多孔光致发光的量子限制效应模型 ,研究了多孔硅发光性质随温度的变化关系。结果表明 :多孔硅光致发光谱呈多峰结构 。