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《郑州大学》 2010年
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双槽电化学腐蚀制备多孔硅及其发光性能研究

明奇  
【摘要】: 多孔硅的微结构(孔隙率、孔径、膜厚等)及其发光性能取决于其制备方法及制备条件,所以对多孔硅制备方法及制备条件的研究是促进多孔硅实现应用的基本途径。 本文采用电化学阳极腐蚀法制备多孔硅,分别研究了腐蚀电流密度、腐蚀时间、腐蚀液浓度等阳极腐蚀条件和阴极还原处理、强酸处理、阴极还原-强酸处理等后处理方法对多孔硅的微结构及发光性能的影响。通过对试样的光致发光(PL)谱的测试,讨论分析不同的制备条件及后处理方法对多孔硅的发光性能的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)分析对样品表面微结构的影响。 研究结果表明: (1)阳极腐蚀条件对多孔硅的微结构及发光性能的影响。实验结果表明:随着腐蚀电流密度增大和腐蚀时间的增加,多孔硅的荧光峰位蓝移,发光强度先增大后减小;二、腐蚀液浓度对多孔硅的发光性能的影响较复杂,随着腐蚀液浓度的增加,发光强度先增大后减小,发光峰位“红移”和“蓝移”共存,当HF酸的浓度较小(20%)时,发光峰位随腐蚀液浓度的增大表现为向低能移动,即“红移”;而当HF酸的浓度较大(20%)时,发光峰位随浓度的增大则表现为移向高能,即“蓝移”。综合这些结果可得电化学阳极腐蚀制备多孔硅的优化条件为:腐蚀电流密度50mA/cm2、腐蚀时间45min、腐蚀液浓度V(Φ=40% HF-H2O):V(C2H5OH)=1:1(体积比),该条件对其它类型的单晶硅片而言,不一定是最优条件。 (2)不同后处理方法对多孔硅发光稳定性的影响。采用优化条件制备了多孔硅,通过阴极还原处理、强酸处理和阴极还原-强酸处理三种处理方法对多孔硅表面进行了改性。实验结果表明:阴极还原处理和酸处理对多孔硅的发光性能有所提高,而阴极还原-强酸处理对提高多孔硅的发光性能有极显著的提高,发光峰位均表现为“蓝移”,并对其可能的作用机制进行了探讨。论文着重比较了未处理与阴极还原-强酸处理的多孔硅样品的发光稳定性。随着光激发时间的延长,未处理的多孔硅的PL强度按指数衰减,最后趋于稳定;而强酸处理的多孔硅的PL强度前1min内按指数规律快速衰减后缓慢增强,对其作用机制进行了讨论,具体原因有待进一步研究。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN304.12

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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