隨著多孔硅技術的逐漸成熟,多孔硅由于其特殊的微結構在光學和電學性質方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能、吸收光譜范圍極寬、制備成本低廉和良好的工藝兼容性等優(yōu)點受到了極大的關注和應用。多孔硅的結構和光學性質對其在在實際應用研究中的性能表現(xiàn)有巨大的影響。因此本文從研究多孔硅結構的角度出發(fā),使用仿真和實驗的方法,對多孔硅的光學性能進行研究。首先,通過仿真的方法對多孔硅的結構以及光學性質進行了系統(tǒng)的研究。設計了柱狀和孔狀兩種多孔硅的仿真模型,分別進行兩種結構的模型參數(shù)對光學性能的影響研究。仿真結果表明,孔狀多孔硅結構的光學性能與孔的深度、半徑和孔隙率的有關系;柱狀結構的光學性能受柱深度、半徑以及柱間距的影響。然后,進行了多孔硅的實驗方案設計與制備,研究實驗參數(shù)對多孔硅性能的影響。得到了具有不同形貌的裂紋結構,建立了裂紋形成模型。通過蝕刻時間對多孔硅形貌和光譜的影響實驗,發(fā)現(xiàn)多孔硅的裂紋尺寸隨著刻蝕時間的增加而增加,并且較長的蝕刻時間時會出現(xiàn)孤立的結構,裂縫的深度和寬度共同影響吸收率,使其先增加然后減小。根據(jù)刻蝕電流密度對多孔硅的影響實驗,發(fā)現(xiàn)隨著電流密度的增加,多孔硅的橫向刻蝕增強,裂紋尺寸增大,吸收率逐漸降... 

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 多孔硅簡介
        1.2.1 黑硅的發(fā)展及定義
        1.2.2 多孔硅的發(fā)展及定義
        1.2.3 多孔硅的制備方法
    1.3 多孔硅的性質
        1.3.1 結構性質
        1.3.2 光學性質
        1.3.3 電學性質
    1.4 多孔硅的國內外研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究思路及內容安排
第二章 多孔硅結構與光學性能仿真及分析
    2.1 引言
    2.2 建模仿真方法與原理
        2.2.1 Materials Studio介紹
        2.2.2 仿真方法及FDTD Solutions介紹
        2.2.3 仿真方案設計
    2.3 結構仿真
        2.3.1 晶體模型分析
        2.3.2 多孔硅的仿真模型搭建
    2.4 光學性能仿真
        2.4.1 孔狀模型的光學性能分析
        2.4.2 柱狀模型的光學性能分析
    2.5 本章小結
第三章 多孔硅的制備技術及測試技術
    3.1 引言
    3.2 多孔硅制備方法及原理
    3.3 實驗材料及設備
        3.3.1 實驗材料
        3.3.2 制備試劑
        3.3.3 電化學腐蝕槽的設計與制備
        3.3.4 實驗設備
    3.4 制備工藝流程
        3.4.1 襯底預處理
        3.4.2 多孔硅的制備
        3.4.3 多孔硅的保存
    3.5 多孔硅的性能測試技術
        3.5.1 形貌測試
        3.5.2 光譜測試
    3.6 本章小結
第四章 制備工藝對多孔硅結構和光譜特性的影響研究
    4.1 引言
    4.2 影響多孔硅結構和光學特性的實驗參數(shù)
    4.3 刻蝕時間對多孔硅的影響
        4.3.1 實驗方案
        4.3.2 多孔硅裂紋的形成機理
        4.3.3 刻蝕時間對多孔硅形貌結構的影響
        4.3.4 刻蝕時間對多孔硅光學性質的影響
    4.4 刻蝕電流密度對多孔硅的影響
        4.4.1 實驗方案
        4.4.2 刻蝕電流密度對多孔硅形貌結構的影響
        4.4.3 刻蝕電流密度對多孔硅光學性質的影響
    4.5 溶液成分對多孔硅的影響
        4.5.1 HF濃度的影響
        4.5.2 C2H5OH濃度的影響
    4.6 本章小結
第五章 多孔硅高吸收率光譜范圍延長的研究
    5.1 引言
    5.2 多孔硅復合結構的制備及光學性能研究
        5.2.1 復合結構多孔硅的設計與仿真
        5.2.2 使用HF溶液制備復合結構多孔硅
        5.2.3 使用H2O2 制備復合結構多孔硅
        5.2.4 不同溶液對復合結構多孔硅的影響
    5.3 石墨烯/多孔硅結構的制備及光學性能研究
        5.3.1 實驗方案及制備工藝流程
        5.3.2 石墨烯/多孔硅結構的形貌結構
        5.3.3 石墨烯/多孔硅結構的光學性能
    5.4 本章小結
第六章 總結
    6.1 工作總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]苯胺基乙腈車間生產(chǎn)廢水預處理工藝研究[D]. 陳琳.重慶大學 2008



本文編號：3658649