学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于光生物传感器的纳米多孔硅的制备与特性研究

作　者: 张晓燕
导　师: 夏金安
学　校: 东华大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 多孔硅电化学腐蚀纳米材料光生物传感器
分类号: TQ127.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 96次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

多孔硅材料具有大的比表面积,对生物和化学分子有很强的吸附能力,而且纳米多孔硅对生物组织具有低毒性和共生性,生物组织对其兼容,易于集成和微型化。由于纳米多孔硅制作工艺简单,成本低,加上多方面的优势,使其成为光生物、化学传感器的理想材料。目前,多孔硅的研究主要集中在多孔硅制备、微结构表征、化学成分分析、多孔硅发光机理和特性探索、以及多孔硅应用等几个方面。已有的研究表明,多孔硅的微观结构及其发光性质取决于其制备工艺和条件,对多孔硅制备方法和工艺的研究是促进多孔硅实现应用的基本途径。因此,开展纳米多孔硅的制备与特性研究具有重要的科学意义。本文采用电化学腐蚀的方法制备多孔硅。利用扫描电镜(SEM)及轮廓仪对其微观结构,如孔的形状,大小,厚度等进行分析。研究了腐蚀电流密度、腐蚀时间、硅片电阻率对多孔硅的表面形貌、孔隙率、厚度、Ⅰ-Ⅴ特性及折射率的影响。通过研究发现：1.多孔硅的孔隙率随腐蚀电流密度、腐蚀时间的增大而近似呈线性增大趋势；低电阻率的硅片(p为0.005～0.008Ω.cm)所制得的多孔硅的孔隙率要高于高电阻率的硅片(ρ为0.01Ω.cm)。多孔硅的孔隙率与腐蚀电流密度、硅片电阻率密切相关,而与腐蚀时间关系不大。2.随着多孔硅孔隙率的增加,其折射率随之降低,呈现反比趋势。利用这种反比关系,可以通过控制孔隙率来调制折射率,制备出适用于不同条件的多孔硅光波导器件。3.所制得的多孔硅表面呈较均匀的树枝状结构,孔径约为15～25nm。随着腐蚀电流密度,腐蚀时间的增加,多孔硅的孔径随之增大,受腐蚀电流密度影响较大。4.多孔硅的厚度随腐蚀电流密度、腐蚀时间的增加而增大,但其随腐蚀时间的变化较为明显。低电阻率的硅片(ρ为0.005～0.008Ω.cm)所制得的多孔硅的厚度要高于高电阻率的硅片(ρ为0.01Ω.cm)。多孔硅厚度与腐蚀时间、硅片电阻率密切相关,而与腐蚀电流密度关系不大。5.多孔硅Ⅰ-Ⅴ特性表现出非整流的欧姆接触。在相同腐蚀时间下,随着腐蚀电流密度的增加,电阻呈先减小后增大趋势。在相同腐蚀电流密度下,随着腐蚀时间的增加,电阻呈增大趋势。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
第一章绪论  10-30
  1.1 多孔硅的研究历史  10-11
  1.2 多孔硅的制备方法  11-15
  1.3 多孔硅的形成机理  15-19
  1.4 多孔硅的微结构  19-20
  1.5 多孔硅的应用  20-27
  1.6 本论文研究目的及主要内容  27-28
  1.7 本章小结  28-30
第二章纳米多孔硅的电化学制备及分析方法  30-36
  2.1 实验方法及依据  30-31
  2.2 分析方法  31-33
  2.3 实验装置  33-34
  2.4 实验样品及试剂  34
  2.5 实验步骤  34-35
  2.6 本章小结  35-36
第三章腐蚀条件对多孔硅性质的影响  36-51
  3.1 腐蚀电流密度、腐蚀时间、硅片电阻率对多孔硅孔隙率的影响  36-40
  3.2 多孔硅折射率与其孔隙率的关系  40-43
  3.3 腐蚀电流密度、腐蚀时间对多孔硅的微观形貌的影响  43-46
  3.4 腐蚀电流密度、腐蚀时间、硅片电阻率对多孔硅厚度的影响  46-50
  3.5 本章小结  50-51
第四章多孔硅电学特性研究  51-58
  4.1 金属半导体接触原理  51
  4.2 金属和半导体的电接触类型  51-55
  4.3 多孔硅Ⅰ-Ⅴ特性研究  55-57
  4.4 本章小结  57-58
第五章结论  58-59
参考文献  59-64
致谢  64-65
在读期间发表的论文  65

基于光生物传感器的纳米多孔硅的制备与特性研究

内容摘要

全文目录

相似论文