多孔硅/氧化鋅復(fù)合薄膜的制備及發(fā)光性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-21 21:28
現(xiàn)如今在半導(dǎo)體發(fā)光材料中,多孔硅和氧化鋅的應(yīng)用領(lǐng)域是極為廣泛的。因?yàn)檫@兩種材料都有光致發(fā)光現(xiàn)象,并且兩者發(fā)光強(qiáng)度都很高。這也奠定了兩種材料可以在發(fā)光領(lǐng)域有優(yōu)異的實(shí)用前景。多孔硅與氧化鋅相結(jié)合,制備出的多孔硅/氧化鋅復(fù)合材料,可以使兩種材料的發(fā)光性能共同激發(fā)出來(lái)并產(chǎn)生疊加。最終可以形成白光發(fā)射。白光的實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光器件具有相當(dāng)深遠(yuǎn)的意義。本文先是用金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備了多孔硅,再用多孔硅作為襯底,溶膠-凝膠進(jìn)行多孔硅和氧化鋅的復(fù)合。最終用SEM、XRD以及PL譜對(duì)多孔硅/氧化鋅復(fù)合薄膜進(jìn)行測(cè)試。研究結(jié)果表明:(1)金屬輔助化學(xué)刻蝕成功制備出不同參數(shù)的多孔硅襯底,再用溶膠-凝膠成功制備出了不同多孔硅/氧化鋅復(fù)合薄膜。(2)制備多孔硅過(guò)程中沉積溶液銀離子濃度選用0.03mol/L,刻蝕時(shí)間選用20min,多孔硅/氧化鋅復(fù)合薄膜選用800℃退火時(shí),復(fù)合薄膜表面形貌相對(duì)平整,晶粒致密度最佳,衍射峰最強(qiáng)并且出現(xiàn)了c軸擇優(yōu)生長(zhǎng)。(3)所有多孔硅/氧化鋅復(fù)合薄膜在可見(jiàn)光區(qū)都形成了光致發(fā)光帶,呈現(xiàn)白光發(fā)射。制備多孔硅過(guò)程中沉積溶液銀離子濃度選用0.03mol/L,刻蝕時(shí)間選用20min,多孔硅/氧化...
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:57 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
氧化鋅的晶體結(jié)構(gòu)(灰色球?yàn)閆n原子,黑色球?yàn)镺原子)
為刻蝕的原理圖。圖2.2金屬輔助化學(xué)刻蝕制備多孔硅機(jī)理圖化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示:陰極反應(yīng)(Si/Ag接觸面):+++→+h222222OHHOH(2-4)陽(yáng)極反應(yīng)(金屬Ag顆粒與混合溶液交界面):++++→+4e4hi2i22OSOHS(2-5)OHFSHHFOS2622+→+2i6i(2-6)總的反應(yīng)方程式:↑++→++2622222622HSiFHOHHFOHSi(2-7)2.2金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備多孔硅2.2.1實(shí)驗(yàn)試劑和儀器本實(shí)驗(yàn)選用的為n型單拋硅片,硅片的尺寸為2英寸,電阻為0.001-50(·cm)。制備多孔硅時(shí)所需的藥品如下表所示:表2.1金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備多孔硅所需實(shí)驗(yàn)藥品試劑/藥品名稱化學(xué)式品級(jí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)廠商鹽酸HCl分析純37%北京化工廠氫氟酸HF分析純40%北京化工廠過(guò)氧化氫H2O2分析純30%北京化工廠12
SNE-4500M型號(hào)掃描電子顯微鏡儀器圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ZnO納米棒水熱法生長(zhǎng)與表征[J]. 夏冬林,閆新政,秦可,李云峰. 硅酸鹽通報(bào). 2018(04)
[2]氧鈍化硅基ZnO/納米多孔硅柱狀陣列異質(zhì)結(jié)近白光LED的性能[J]. 劉春玲,竇宇,陳琛,王春武,姜文龍. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(11)
[3]自支撐多孔硅/ZnO復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容特性[J]. 邢正偉,沈鴻烈,唐群濤,姚函妤,楊楠楠. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(09)
[4]ZnO納米結(jié)構(gòu)/多孔硅復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性研究[J]. 張世玉,李清山,李平,馬自俠. 魯東大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
[5]孔隙率對(duì)氧化鋅/多孔硅光致發(fā)光的影響[J]. 齊紅霞,趙波. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2010(04)
[6]氧化鋅壓敏陶瓷伏安特性的微觀解析[J]. 陳新崗,李凡,桑建平. 高電壓技術(shù). 2007(04)
[7]水熱腐蝕制備多孔硅的研究[J]. 陳乾旺,周貴恩,朱警生,李曉光,張?jiān):? 自然科學(xué)進(jìn)展. 1997(06)
[8]硅的濕法化學(xué)腐蝕機(jī)理[J]. 李和委. 半導(dǎo)體情報(bào). 1997(02)
[9]用脈沖腐蝕制備發(fā)光多孔硅[J]. 范洪雷,侯曉遠(yuǎn),李喆深,張甫龍,俞鳴人,王迅. 半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 1995(02)
[10]多孔硅(PS)制備新方法[J]. 楊國(guó)偉. 半導(dǎo)體光電. 1993(04)
碩士論文
[1]激光輻照及退火處理對(duì)氧化鋅薄膜可見(jiàn)光發(fā)光性能調(diào)控的研究[D]. 聶朦.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[2]ZnO/PS復(fù)合體系的微結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性[D]. 黃新麗.西北師范大學(xué) 2012
[3]多孔硅的濕度傳感特性研究[D]. 姜濤.華東師范大學(xué) 2007
[4]多孔硅形成機(jī)理及其熒光特性的研究[D]. 王曉靜.曲阜師范大學(xué) 2003
本文編號(hào):3356367
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:57 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
氧化鋅的晶體結(jié)構(gòu)(灰色球?yàn)閆n原子,黑色球?yàn)镺原子)
為刻蝕的原理圖。圖2.2金屬輔助化學(xué)刻蝕制備多孔硅機(jī)理圖化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示:陰極反應(yīng)(Si/Ag接觸面):+++→+h222222OHHOH(2-4)陽(yáng)極反應(yīng)(金屬Ag顆粒與混合溶液交界面):++++→+4e4hi2i22OSOHS(2-5)OHFSHHFOS2622+→+2i6i(2-6)總的反應(yīng)方程式:↑++→++2622222622HSiFHOHHFOHSi(2-7)2.2金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備多孔硅2.2.1實(shí)驗(yàn)試劑和儀器本實(shí)驗(yàn)選用的為n型單拋硅片,硅片的尺寸為2英寸,電阻為0.001-50(·cm)。制備多孔硅時(shí)所需的藥品如下表所示:表2.1金屬輔助化學(xué)刻蝕法制備多孔硅所需實(shí)驗(yàn)藥品試劑/藥品名稱化學(xué)式品級(jí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)廠商鹽酸HCl分析純37%北京化工廠氫氟酸HF分析純40%北京化工廠過(guò)氧化氫H2O2分析純30%北京化工廠12
SNE-4500M型號(hào)掃描電子顯微鏡儀器圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ZnO納米棒水熱法生長(zhǎng)與表征[J]. 夏冬林,閆新政,秦可,李云峰. 硅酸鹽通報(bào). 2018(04)
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[3]自支撐多孔硅/ZnO復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容特性[J]. 邢正偉,沈鴻烈,唐群濤,姚函妤,楊楠楠. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(09)
[4]ZnO納米結(jié)構(gòu)/多孔硅復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性研究[J]. 張世玉,李清山,李平,馬自俠. 魯東大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
[5]孔隙率對(duì)氧化鋅/多孔硅光致發(fā)光的影響[J]. 齊紅霞,趙波. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2010(04)
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[7]水熱腐蝕制備多孔硅的研究[J]. 陳乾旺,周貴恩,朱警生,李曉光,張?jiān):? 自然科學(xué)進(jìn)展. 1997(06)
[8]硅的濕法化學(xué)腐蝕機(jī)理[J]. 李和委. 半導(dǎo)體情報(bào). 1997(02)
[9]用脈沖腐蝕制備發(fā)光多孔硅[J]. 范洪雷,侯曉遠(yuǎn),李喆深,張甫龍,俞鳴人,王迅. 半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 1995(02)
[10]多孔硅(PS)制備新方法[J]. 楊國(guó)偉. 半導(dǎo)體光電. 1993(04)
碩士論文
[1]激光輻照及退火處理對(duì)氧化鋅薄膜可見(jiàn)光發(fā)光性能調(diào)控的研究[D]. 聶朦.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[2]ZnO/PS復(fù)合體系的微結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性[D]. 黃新麗.西北師范大學(xué) 2012
[3]多孔硅的濕度傳感特性研究[D]. 姜濤.華東師范大學(xué) 2007
[4]多孔硅形成機(jī)理及其熒光特性的研究[D]. 王曉靜.曲阜師范大學(xué) 2003
本文編號(hào):3356367
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