一、经Al_2O_3与SiO_x钝化的多孔硅及其光致发光特性（论文文献综述）
季阳[1]（2019）在《界面层调控和修饰对提高硅量子点/硅纳米线电致发光器件性能的研究》文中研究表明寻找稳定高效的硅基光源在固态照明、平板显示、生物探测、光电互连等领域都有重要的意义。由于量子尺寸效应,硅量子点的带隙可以在可见-红外波段范围内调节,其室温发光现象也都被实验观测到。利用多层膜限制性结晶得到的硅量子点材料由于与当今微纳加工工艺兼容,因此在器件制备方面有其独特的优势。然而,相对于表面有良好修饰的胶体硅量子点的电致发光器件,基于多层膜限制结晶的硅量子点发光器件报道多停留在简单的“底电极/平面衬底/发光层/顶电极”结构上,其电光转换效率较低,关于器件结构更深入细致的研究还有待进行。在本课题组先前的研究中发现,采用微纳结构衬底的硅量子点/二氧化硅多层膜电致发光器件相比于平面器件具有更高的电流注入效率和光萃取效率。因此,本论文基于微纳结构衬底（硅纳米线）,自下而上地构筑了经过能带调控以及界面修饰的硅量子点/二氧化硅多层膜电致发光器件,使得器件的光电性能得到进一步的提升。论文的主要研究内容与结果说明如下:1.利用金属辅助化学刻蚀法制得微纳尺度的硅纳米线,通过等离子体增强化学气相沉积以及后续的高温退火,在硅纳米线上包覆硅量子点/二氧化硅多层膜,加入上下电极后得到硅量子点/硅纳米线异质结构电致发光器件。为了减少硅纳米线与多层膜之间的界面缺陷态导致的非辐射复合中心对器件光电性能的影响,通过原子层沉积技术,在硅纳米线和多层膜之间引入一层7纳米厚的超薄氧化铝钝化层,使得器件的电流注入效率明显提高。在相同的注入电流下,器件所需正向偏压更低,但发光强度明显提高,最高提高到原来的8.5倍。我们进一步地制备了金属/硅纳米线/氧化铝/金属MOS器件,通过电导法测量计算得到了对应硅悬挂键的缺陷态密度,证明了氧化铝对硅纳米线的化学钝化效果。同时,通过MOS器件的电容-电压曲线,证明了氧化铝对硅纳米线的场效应钝化效果。这解释了引入氧化铝层后电致发光器件性能提高的原因。2.在氧化铝钝化提高硅量子点/硅纳米线电致发光器件性能的研究基础上,通过磁控溅射,在硅纳米线/氧化铝衬底上覆盖了一层大约30纳米厚的银。在高温退火过程中,由于奥斯特瓦尔德熟化作用,银纳米薄层在硅量子点/二氧化硅多层膜中团聚成了尺寸范围为几十纳米的银纳米颗粒。在引入银纳米颗粒后,器件的光致发光以及电致发光强度都明显提高,并且在相同注入电流下,电致发光所需偏压大幅减小。我们证明了银纳米颗粒的局域表面等离子体共振效应能够明显增加纳米线器件的吸收截面,使得器件的光致发光增强。同时,由于银纳米颗粒镶嵌于硅量子点/二氧化硅多层膜中,为器件提供了更多导电通道,使得器件的电流注入效率明显提高。另外,我们也通过时域有限差分法模拟证明了,银纳米颗粒能够促进纳米线的光波导作用,从而使得器件的光萃取效率提高。因此,银纳米颗粒从光学和电学两方面提高了器件的电致发光性能。3.在氧化铝钝化提高硅量子点/硅纳米线电致发光器件性能的研究基础上,对纳米线的顶电极进行了进一步优化。在制备硅量子点/二氧化硅多层膜后,在其上再通过磁控溅射的方法覆盖一层厚度约10纳米的金薄膜,然后才制备顶部ITO电极,从而提高了器件的电流注入效率。我们发现当引入金过渡层后,器件的Fowler-Nordheim隧穿阈值电压明显减小,器件的电致发光性能明显改善。进一步地,考虑到金的费米能级与二氧化硅的导带底之间差距较大,在金与硅量子点/二氧化硅多层膜之间插入一层氧化钛作为电子传输层。我们测量了氧化钛的光电特性,并且通过XPS分析了氧化钛弱n型导电特性的原因。同时,我们通过电致发光性能与反向电压-电流特性曲线得知,氧化钛也能在此作为空穴阻挡层,从而限制空穴在硅量子点中,提高辐射复合几率。在相同偏压下,具有氧化钛的器件电致发光强度最高为原来的2.4倍。4.我们也初步研究了硼掺杂富硅碳化硅薄膜的光电特性。在高温退火后,形成了直径几纳米到十几纳米的硅量子点镶嵌于非晶碳化硅薄膜中。我们发现,薄膜的结晶度主要受控于碳硅比的改变,而硼掺杂也对结晶度起到次要作用。相应地,材料的光学带隙、霍尔迁移率、载流子浓度以及电导率都受到碳硅比以及硼掺杂浓度的影响,并且晶粒间界势垒对载流子输运以及光学带隙都起到重要作用。材料电导率最高达到了 91 S cm-相应光学带隙也达到了 2.7eV。基于硼掺杂富硅碳化硅薄膜的光电特性,我们尝试将其应用在硅量子点/硅纳米线发光器件中。在硅纳米线以及硅量子点/二氧化硅多层膜之间加入一层硼掺杂富硅碳化硅后,器件的光致发光和电致发光性能得到明显改进,我们初步分析认为硼掺杂富硅碳化硅可能对纳米线器件具有类似“场效应钝化”的效果,但是其发光增强机制还值得进一步探讨。
翟颖颖[2]（2017）在《利用硅纳米线阵列提高纳米硅量子点光电器件性能的研究》文中提出硅量子点由于其具有不同于体材料的光电性质,在硅基光电集成器件和光伏器件中被广泛应用。为了进一步提高器件的性能和降低制造成本,人们进行了多方面,多领域的探索,其中引入纳米线结构进行光的调控,以减少界面反射,增强光的吸收和发射,是现阶段探索和研究的热点之一。本论文中采用了金属辅助湿法刻蚀的方法制备了不同长度的纳米线阵列结构,对其表面形貌进行了表征,探讨了不同刻蚀深度的纳米线对Si QDs/Si02多层膜器件的光致发光和电致发光的影响。同时,我们采用了氢等离子退火（HPA）的方法和氧化铝钝化的方式对纳米线进行钝化,研究了钝化对器件电致发光的影响。最后,我们将氧化铝钝化的纳米线引入硅量子点/非晶碳化硅异质结太阳能电池中,初步探索了钝化纳米线在太阳能电池器件中的应用。本论文的主要内容和结果如下:1.本文选择了操作简单便捷,成本低廉,可大面积制备的金属辅助湿法刻蚀的方法制备硅纳米线阵列结构。通过对其形貌进行表征,发现纳米线的长度随着刻蚀时间增加而线性增加,说明可以通过调节刻蚀时间对纳米线的长度进行精确控制。通过该方法制备的纳米线阵列结构具有非常好的宽光谱减反性能,且随着纳米线长度增加反射率不断降低,在200nm-1000nm的光谱范围内反射率最低可降至3%。之后在纳米线阵列结构上采用常规等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术制备了 Si QDs/Si02多层膜,发现薄膜可以很好地包覆在纳米线上,并保持了良好的减反性能,进而使得器件对激发光的吸收效率和器件的光提取效率得到提高,因此纳米线阵列上薄膜的光致发光强度相比于平板上的薄膜得到了明显提升,最高提升了约20倍。同时,基于纳米线阵列的Si QDs/Si02多层膜电致发光强度也明显强于平板上的器件,最高提高了约6倍。2.通过分析纳米线阵列上Si QDs/Si02多层膜电致发光的结果发现,虽然纳米线良好的减反效果可以改善器件性能,但是随着纳米线长度的增加,纳米线表面的缺陷态显着增加,增加了器件中的非辐射复合,导致基于刻蚀时间较长的纳米线阵列结构的器件性能反而下降。因此,在PECVD中对纳米线阵列进行了氢等离子体退火（HPA）处理,通过电子自旋共振（ESR）的测量发现经过钝化后,纳米线表面的缺陷态密度明显减小,因此钝化后的纳米线上的电致发光强度比未钝化的增强了约5倍。同时,采用原子层沉积（ALD）技术沉积了氧化铝层作为钝化层,发现氧化铝层具有结合强度好、膜层厚度一致、保形性好等特点。同样经过ESR测量发现该方法也具有良好的钝化效果,钝化后的电致发光强度提升了 一倍。3.基于以上的研究结果,我们将氧化铝钝化的纳米线结构引入硅量子点/非晶碳化硅异质结太阳能电池器件中以提升电池性能。采用ALD技术在纳米线阵列上沉积了不同厚度的氧化铝层作为钝化层,继而制备了硅量子点/非晶碳化硅异质结太阳能电池。发现引入该结构的器件的加权平均反射率大幅度下降,最低加权反射率降至4.76%。通过对异质结太阳能电池的外量子效率（EQE）的测量,发现当氧化铝的厚度为2 nm的时候,电池在300 nm-850 nm光谱范围内的光谱响应明显提高。
金磊[3]（2017）在《基于RIE掩膜法制备的黑硅及其SIS太阳电池性能的研究》文中指出近年来,硅因为自身优异的性能,而被广泛运用于众多领域。就目前而言,晶硅太阳电池在光伏市场中仍占据着统治地位。其中半导体-绝缘体-半导体（SIS）太阳电池因自身结构简单、制备成本低、工艺简单、性能稳定、理论效率高而备受关注。为了进一步提高太阳电池的光电转化效率,人们提出了许多方法,其中降低硅片表面反射率,即在硅片表面制备陷光结构是一种简单可行的方法,于是黑硅被用于晶硅太阳电池。广义上,黑硅是一种对光吸收超过90%的材料。本文通过改良Stober法,向反应体系中加入电解质来合成SiO2微球,通过激光粒度仪分析了电解质种类及浓度对SiO2微球粒径的影响。并结合Stober法合成SiO2机理对所得实验结果进行了解释。又通过旋涂法将所制备的SiO2微球旋涂在硅片表面,均衡旋涂过程中毛细作用力及离心力的相互作用,制备出了单层SiO2掩膜。结果表明,电解质的种类及浓度对SiO2微球的粒径大小及均一性都有着很重要的影响。随着体系中电解质浓度的增加,SiO2微球粒径逐渐增加,而均一性逐渐变差。通过旋涂法制备单层SiO2掩膜发现,要形成单层掩膜,对旋涂液浓度及旋涂速度都有着一定要求,最终SiO2微球在硅片上以HCP形式排列。制备完掩膜后,采用反应离子刻蚀法来刻蚀硅片。以SF6和O2作为刻蚀气体,系统研究了不同刻蚀功率、刻蚀气体流量比、刻蚀时间对黑硅表面形貌及反射率的影响。并结合RIE掩膜法制备黑硅机理解释了刻蚀参数对黑硅性能的影响。最终得到了三种不同形貌的黑硅,分别为纳米圆柱、纳米圆台及纳米圆锥。当刻蚀功率为150W,SF6:O2=18sccm:6sccm,刻蚀时间为25min时,样品表面结构呈圆锥状,在400-1000nm范围内反射率最低,为4.6%。结合FDTD模拟软件模拟分析了不同形貌黑硅反射率及其对550nm波长入射光的限制作用,其中圆锥结构的陷光效果最好,又结合实际运用详细验证了圆台结构的陷光性能。其优异的陷光效果是来自于渐变的折射率。为了去除在RIE刻蚀过程中由荷能离子所带来的损伤,采用低浓度NaOH处理样品,研究了NaOH处理时间对黑硅形貌及反射率的影响,并采用ALD沉积Al2O3薄膜来钝化黑硅表面。结果表明,当NaOH处理时间为120s时,黑硅表面反射率上升至14.33%,黑硅表面小结构被去除;当沉积完Al2O3薄膜,并在450℃下退火后,黑硅表面反射率将至7.12%,少子寿命达到29.34μs,表明黑硅表明损伤层层被完全去除,且Al2O3兼具减反和钝化双重作用。为了制备性能优异的SIS太阳电池,采用磁控溅射在去完损伤的黑硅表面沉积一层ITO薄膜。通过紫外可见光分光光度计、XRD、扫描电镜及霍尔测试仪研究了不同衬底温度下制备ITO薄膜光学及电学性能的差异。最终在不同衬底温度及不同H2O2前处理时间下制备了SIS太阳电池。由于ITO与Si之间的功函数差,Si表面能带弯曲形成反型层,使SIS太阳电池具有类似pn结的性质,最终实现光电转化。结果显示,中间绝缘层的厚度对SIS器件性能影响很大,在SIS太阳电池中,载流子的运输需要通过隧穿效应来实现。H2O2前处理15 min,并于150℃沉积ITO薄膜时,SIS太阳电池光电转化效率最高,为3.67%。
林星星[4]（2015）在《硅纳米结构在太阳电池中的应用》文中进行了进一步梳理减少光学和电学损失是设计高效电池时要考虑的两个主要方面:一方面,通常采用减反层和有效的陷光结构来增加光吸收;另一方面,通过减少器件的复合率来改善电池的电学性能,从而最终实现光学和电学性能的最优化。最近,硅纳米结构由于具有优异的减反和陷光效应而受到了广泛关注。研究表明应用这种结构有望减少硅材料的使用数量和降低使用时其的质量。因而很多研究者致力于硅纳米结构太阳电池研究,为我们提供了很有价值的参考依据。然而,硅纳米结构太阳电池的效率通常低于常规工艺生产的电池。研究人员认为一方面由于高体表比会导致高表面复合;另一方面,最新研究结果表明除了表面复合,近表面俄歇复合在限制光生载流子收集及硅纳米结构太阳电池效率上同样起到很重要的作用。俄歇复合来源于扩散过程在硅纳米结构表面形成的重掺杂区域。在重掺杂的硅纳米结构中,与表面复合相比,这种近表面俄歇复合占据了主导地位。因此,电学性能的恶化抵消了光学性能提升的效果。要提高硅纳米结构太阳电池的性能,首要任务就变成抑制载流子的复合。表面钝化方式,例如,热氧化,碳薄膜钝化,以及氯离子处理,被用于提高硅纳米结构的电学性能。然而,这些钝化方式只对硅纳米结构的表面复合起作用,对占据主导地位的俄歇复合的影响不大。为了减少硅纳米线太阳电池近表面复合,同时维持其良好的陷光效果,我们在这里提出一种有效的介质钝化方式。我们通过sio2/sinx叠层钝化方式来抑制载流子的复合,这种钝化方式通过减少重掺杂硅纳米线的shockley-read-hall（srh）复合和近表面俄歇复合从而实现良好的钝化效果。此外,我们详细研究了不同钝化方式和硅纳米线长度对有效少数载流子寿命,反射,载流子复合特性以及电池性能的影响。最终,我们在125×125mm2尺寸单晶硅片上按照常规工艺生产过程得到了转换效率为17.11%的硅纳米线太阳电池,这在2013年是当时在大面积硅片上制备的效率最高的硅纳米结构太阳电池。为了抑制硅纳米结构的电学损失,除了通过钝化层来饱和表面缺陷和悬挂键外,还可以采用轻掺杂来减少俄歇复合和通过调控硅纳米结构形貌来实现。在这三种方法中,调控硅纳米结构形貌,包括调控主要的结构参数（填充因子,周期,直径等）,不仅是跟目前生产过程相适应的一种,同时还是调控光吸收和表面积增加因子af/a（与表面复合和俄歇复合相关）的简单方法。因此,我们提出一种简单而有效的ag辅助化学刻蚀和碱修饰方法,来调控硅纳米结构的表面形貌和表面积增加因子af/a,可以实现硅纳米结构的直径和深度从几十纳米变化到几百纳米,从而在硅纳米结构多晶硅太阳电池上同时实现良好的光学和电学特性。我们详细研究了反射,载流子复合以及电池性能随表面增加因子af/a的变化。通过对这些因素的定量分析,我们成功制备了比常规电池片效率高的硅纳米结构多晶硅太阳电池,其反射率为4.93%,表面复合速率为6.59m/s,在156×156mm2大尺寸硅片上的认证效率为17.75%（tüv公司认证,认证号为no.15067482.001）,比常规酸制绒电池效率高了近0.3%。此外,我们也比较了硅纳米线结构和硅纳米孔结构太阳电池的光学和电学性能。发现在相同表面积增加因子AF/A的情况下,硅纳米孔结构的光学性能更好;在相同反射率的情况下,硅纳米孔结构的电学性能更好。同时实验表明在制备电池过程中,硅纳米线结构会受到部分破坏。最后电池性能结果表明,相比硅纳米线太阳电池,硅纳米孔结构电池性能更佳。由于硅纳米结构制备及硅纳米结构太阳电池的制备过程都是在目前的生产过程中完成,我们的工作表明存在大规模生产高效硅纳米结构太阳电池的可能。
赖川[5]（2014）在《多孔硅在碱性溶液中的腐蚀行为研究》文中研究表明孔隙率与多孔层厚度是影响多孔硅性质与应用的两个主要参数，因此准确测量二者尤为重要。在孔隙率和多孔层厚度测定的多种方法中，失重法因具有测量直接、操作方便、成本低和测量不需任何假设等优点而一直作为测定首选方法。此方法测定孔隙率和与多孔层厚度是一个破坏性过程，它需用碱溶液除尽多孔硅层，该过程实为多孔硅层在碱液中的强烈腐蚀与溶解过程。因多孔硅层在碱溶液中的腐蚀和溶解可直接影响孔隙率和多孔层厚度测定的准确性，所以论文系统研究了多孔硅在不同碱性溶液中的腐蚀行为、确定了失重法测定孔隙率与多孔层厚度的最优化条件并提了孔隙率测定的新方法。其主要研究结果如下：1)采用电化学阳极氧化法制得了不同多孔硅试片，并用SEM、XRD、DSC-TG、IR和失重法对所得多孔硅的形貌、微结构、热稳定性、质量变化、孔隙率和多孔层厚度变化规律进行了研究。研究发现阳极氧化制备多孔硅过程中，单晶硅的溶解符合Faraday电解定律，其质量变化可通过m-m21.8582×10-6t1.0611×10-51J t和m-m-66.6937×10J1.0631×10-512J t计算得到。在较大阳极氧化电流密度条件下（＞30mA·cm-2），多孔硅层龟裂程度随阳极氧化时间（1060min）增加而加剧。孔隙率与多孔层厚度均随阳极氧化电流密度与阳极氧化时间增加而增大，在电流密度为30mA·cm2条件下单晶硅经30min阳极氧化制得的多孔硅其孔隙率与多孔层厚度分别为26.33%和144.1μm。另外，升温速率或气氛不同则多孔硅粉末的热稳定性不同，以5℃·min-1的升温速率加热多孔硅粉末试样使其从室温上升至1250℃，试样在空气、N2和Ar气氛中各自增重72.62%、36.75%和2.15%。2)分别以NaOH、KOH、TMAOH（（CH3）4NOH）、Ba（OH）2、Ca（OH）2、NaOC2H5、NaOCH3、Na2CO3、NaHCO3和NH3·H2O溶液作为腐蚀液，其中仅NaOH、KOH和TMAOH可除尽多孔硅层。多孔硅在NaOH、KOH和TMAOH溶液中腐蚀明显受腐蚀液浓度、乙醇（EtOH）添加剂含量和腐蚀体系温度影响，其腐蚀现象、腐蚀机理和腐蚀参数因腐蚀体系不同而存在明显差异。另外，多孔硅在TMAOH中发生腐蚀反应所得白色腐蚀中间产物主要为SiO2和[（CH3）4N]2SiO3的混合物。3)多孔硅在NaOH、KOH和TMAOH中分别发生腐蚀反应，其腐蚀速率均随腐蚀体系温度升高而增大。NaOH和KOH溶液中，腐蚀液浓度增加将导致腐蚀速率增加、腐蚀电流密度增大和腐蚀电位负移。不同浓度TMAOH溶液（0.1M2.0M），多孔硅在0.5MTMAOH中所得腐蚀速率最大。1.0M KOH、1.0M NaOH和1.0MTMAOH中，所得多孔硅（30mA·cm2-30min）的腐蚀速率（318K）分别为：322.4、296.4和196.7g·m-2·h-1，腐蚀电位与腐蚀电流密度（291K）分别为：-1.486、-1.474、-1.554V和2.427×10-5、2.349×10-5、6.743×10-6A·cm-2。另外，这三种腐蚀液中添加EtOH均导致腐蚀电位发生正移。4)多孔硅分别在1.0M NaOH、1.0M NaOH/EtOH（20%）、1.0M KOH、1.0MKOH/EtOH（30%）、0.5M TMAOH和1.0M TMAOH中发生腐蚀反应的表观活化能（Ea）、指前因子（A）、表观焓变（Ha）和表观熵变（Sa）分别在文中计算得到。多孔硅（30mA·cm2-30min）在1.0M NaOH和1.0M NaOH/EtOH（20%）中发生腐蚀反应的表观活化能和指前因子分别为18.79、36.62kJ·mol-1和3.45×105、4.35×108g·m-2·h-1，这表明EtOH添加剂使多孔硅在NaOH中腐蚀速率增加主要是造成指前因子增大所致。5)采用失重法测定多孔硅孔隙率与多孔层厚度时，测定的准确性明显受腐蚀液种类、腐蚀液浓度、腐蚀时间、EtOH添加剂含量和腐蚀体系温度等因素影响。研究发现1.0M NaOH/EtOH（20%）可作为最优化腐蚀液在303318K条件下除尽多孔层，此条件测定孔隙率与多孔层厚度可有效降低误差。另外，本文提出了用SEM法作为新方法测定多孔硅孔隙率。
严达利[6]（2014）在《多孔硅基金属氧化物纳米复合材料的制备与气敏性能研究》文中研究指明多孔硅作为一种新兴的微纳结构材料，由于其特殊的微观形貌和结构，在气敏传感器方面具有巨大的应用潜力。本文主要针对多孔硅、多孔硅基ZnO纳米结构复合材料与多孔硅基Cu2O纳米薄膜复合材料的制备与气敏性能进行研究。采用双槽电化学腐蚀法在电阻率为10-15cm的p型<100>晶向的单晶硅片上制备出孔径约为1.5μm，孔洞均匀有序的多孔硅层。研究结果表明，腐蚀时间对多孔硅微观形貌、结构和气敏特性有重要的影响。当达到一定的腐蚀时间以后，多孔硅的孔径达到饱和，腐蚀朝纵深方向进行。气敏测试结果表明，多孔硅对NH3比对NO2表现出更好的气敏性能，而且气敏灵敏度随着孔隙率的增加而增大，响应/恢复时间随着孔洞深度的增加而增加。采用合适的腐蚀时间制备的多孔硅对NH3表现出高灵敏度，优良的响应/恢复性能和气敏选择性能。采用电化学沉积法在多孔硅基底沉积了ZnO纳米片、ZnO纳米棒等ZnO纳米结构材料，研究了ZnO纳米结构/PS复合材料的微观形貌、结构和气敏特性。气敏测试结果表明ZnO纳米结构/PS复合材料气敏传感器的工作温度为室温，ZnO纳米片/PS复合材料传感器由于其较高的比表面积以及特殊的形貌和结构，对NO2气体表现出高灵敏度，优良的响应/恢复性能、气敏稳定性能和气敏选择性能。室温下，其对1ppm的NO2气敏灵敏度达到5.8左右。采用电化学沉积法在多孔硅表面沉积了Cu2O纳米薄膜，研究了Cu2O纳米薄膜/PS复合材料的微观形貌、结构和气敏特性。气敏测试表明Cu2O纳米薄膜/PS复合材料气敏传感器的工作温度为175℃左右。采用合适的沉积时间制备出来的Cu2O纳米薄膜/PS复合材料传感器由于其较高的比表面积以及特殊的形貌和结构，对NO2气体表现出高灵敏度、优良的响应/恢复性能、气敏稳定性能和气敏选择性能。在工作温度下，其对1ppm的NO2气体的气敏灵敏度达到4.5左右。
钟福如[7]（2012）在《纳米多孔硅光子器件的研究》文中认为多孔硅薄膜是一种海绵状的有着巨大比表面积的多孔材料。鉴于这种材料同时具有造价低廉、生物兼容性好并且能和现有集成电路工艺完全兼容等特点，多孔硅从20世纪90年代以来作为一种优质的传感器材料受到人们广泛的关注。本文主要对多孔硅的制备工艺进行改进，在此基础上就基于SOI多孔硅光学生物传感器的结构设计、生物检测实验技术进行了系统、深入的研究。同时对多孔硅复合光致发光材料的制备工艺、结构表征、光致发光特性及其机理进行了系统的研究。主要研究内容和结论包括：（1）多孔硅的制备工艺改进:研究了导电液浓度对多孔硅形貌的影响，发现在双槽腐蚀时，其他参数不变的条件下导电液浓度的恰当选择有利于得到更为理想的多孔硅；通过对传统的双槽腐蚀装置改进，使得我们可以采用电化学方法在绝缘体上硅（SOI）上制备多层多孔硅。（2）对化学气相沉积方法制备得到的ZnS/ZnO/PS复合体系材料的形貌、结构和光致发光特性进行了研究。实验发现ZnS/ZnO/PS复合体系材料呈现出较强的绿光发射，结合EDS、SEM、PL测试结果，发现复合体系中ZnS/ZnO有团聚现象，通过分析我们认为复合体系的绿光发射源自ZnO的深层缺陷、ZnS的俘获态发射以及缺陷中心共同作用的结果；对利用甩胶涂布方法制备得到的共轭有机聚合物PFP/PS复合膜的光致发光特性和I-V曲线进行了研究，实验发现PFP/PS复合膜具有稳定的有机材料发光特性，这种性质不同于普通二极管的整流特性。结合SEM和FTIR测试结果，分析认为共轭有机聚合物的嵌入会导致多孔硅自身发光的淬灭，从而突出了有机聚合物的发光。采用匀胶-凝胶法在多孔硅衬底上生长出的纳米氧化铝薄膜，制备的a-Al2O3纳米薄膜性能具有很好的光致发光效应，进而间接地证明了其热电子效应的存在。（3）多孔硅的Raman信号分析：采用拉曼光谱法分析了功能化前后多孔硅拉曼光谱强度和峰位的变化，发现氧化后拉曼散射强度变弱，一些硅氢键的特征峰消失了。分析认为氧化造成纳米晶体硅颗粒尺寸变大，多孔硅的孔壁由于覆盖了一层氧化硅从而影响了拉曼散射光谱的强度。对比采用双氧水的湿氧氧化，高温氧化的更彻底，在生物检测的应用中也更有利。（4）实验研究了基于一维多孔硅光子晶体的光学免疫检测技术：实验研究了基于SOI多孔硅单层和多层多孔硅的光学免疫检测技术，包括多孔硅Bragg反射镜和多孔硅微腔光子晶体等一维多孔硅光子晶体结构，结合SEM、FTIR测试，成功地在SOI多孔硅的孔洞中固定了抗体及抗原生物分子，并定量分析了检测灵敏度和检测极限。这对拓展多孔硅光子晶体生物传感器件的设计与制备具有一定的指导意义。
薛亮[8]（2009）在《多孔硅复合结构传感性能的研究》文中指出多孔硅（porous silicon,PS）是近年来发展起来的一种新型硅基材料,具有与单晶硅材料大不相同的特性。多孔硅可在近红外和可见,甚至在近紫外光区辐射强烈的荧光,使得它可用来制造发光器件,并可望能用来解决光电子集成电路的关键问题,为制造带有光源的大规模集成电路—光电集成方面开辟新的途径。本体硅为间接禁带半导体,且禁带宽度比较窄（1.12 eV）,在室温下很难发可见光。多孔硅改变了本体硅的能带结构,使禁带宽度变宽,并由间接能带隙向直接能带隙转变,并能实现室温发光。本论文在综述部分比较了几种常规制备多孔硅的方法,概括了多孔硅的光致发光（photoluminescence,PL）和电致发光（electroluminescence,EL）特性,对目前比较流行的发光模型给出了定性的论述,详细介绍了几种常见的多孔硅传感器的制备方法与敏感特性,并着重对气敏、湿敏、生物分子多孔硅传感器机理作了详细介绍,论述了多孔硅传感器的新动向,展望了多孔硅的应用前景。实验研究包括以下几个内容:1.对多孔硅进行了硝酸氧化处理。将制成的多孔硅用HNO3（浓度为67%-69%）:H2O=1:5（体积比）浸泡,其发光强度明显增强,增强程度与浸泡时间呈正相关关系。如果多孔硅样品直接用浓度为67%-69%的HNO3氧化处理,会发现其橙红色光致荧光消失,测定了多孔硅样品经硝酸氧化前后的荧光光谱（PL）和傅立叶红外光谱（FTIR）,认为随着硝酸的氧化,有效地的钝化了多孔硅表面的非辐射复合中心,荧光强度显着增加。荧光强度随Si-O和Si-O-Si键的增加迅速增强,可能是由于氧与有悬挂链的表面硅原子结合,形成了部分Si/SiO2界面,使硅的表面态发生了变化,对荧光发射有增强作用。2.研究了多孔硅进行硝酸银沉积处理。新制备的多孔硅浸泡在硝酸银溶液中表面会析出银颗粒,并对多孔硅的发光产生影响。如果浸泡时间较短,多孔硅的光致发光产生了增强作用,而浸泡时间较长则导致荧光的猝灭。依据FTIR和X光电子能谱（XPS）的测试,我们认为荧光增强是多孔硅被氧化形成Si-O结构所致,Si-O结构起到了新的有效发光中心的作用,XPS谱显示,银已经和硅的悬挂键成键,Ag-Si、Ag-Ag和Ag-O的存在应该是造成发光强度减弱的主要原因,使之产生新的非辐射复合中心。3.多孔硅测量尿素的研究。研究了新制备的并经稳定化处理的多孔硅对尿素溶液中尿素分子的吸附性。多孔硅顶层上蒸镀厚度约2μm,直径约为0.2 cm的铝层,形成纵向Al/PS/Si/Al结构和横向Al-PS-Al结构。将这两种不同结构的多孔硅经过不同浓度的尿素溶液浸泡吸附20min后用去离子水浸泡5min,洗去其表面未被吸附的尿素,自然晾干得到吸附尿素后的Al/PS-urea/Si/Al纵向结构和Al-PS-urea-Al横向结构。分别依次测量这两种结构对应的lgI～V关系,同一浓度下,电压越大,对应的电流越大,而在同一电压条件下,随着尿素浓度的增大,电流值逐渐减小。结果表明,基于多孔硅的纳米结构可用来测量尿素浓度。4.研究了多孔硅作为工作电极对抗坏血酸的检测。电化学阳极腐蚀硅片形成多孔硅后,将电流源的正负极对换后再通以电流,利用F-和H+在电场中所受的库仑力,把滞留在多孔硅内部的F-拉向此时的阳极（原来的阴极）同时又把H+拉向此时的阴极（原来的阳极）,减弱了切断电源后F-对硅片的继续腐蚀作用,同时促使多孔硅表面的活性Si与H+化合生成稳定的Si-H键,降低表面悬挂键的密度,促使多孔硅表面硅原子的稳定,以达到钝化多孔硅表面的目的。将得到的多孔硅作为三电极体系的工作电极,Pt作辅助电极,饱和甘汞电极作参比电极,随着抗坏血酸浓度的增大其pH值减小,但并不成线性关系。抗坏血酸溶液电流随电压的增大而增大,并且其电流值与pH值呈良好的线性关系初步显示出通过多孔硅电化学体系测量抗坏血酸的浓度特性,为进一步开发多孔硅生物传感器奠定了实验基础。
张际亮[9]（2008）在《铝基硅氧化物陶瓷膜层制备、性能及机理研究》文中认为金属基陶瓷涂层既有金属的韧性、强度、导电性等性能,又有陶瓷材料高硬度、高强度、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优点,在航天、航空、电力、电子等工业中得到广泛应用。大量研究表明硅氧化合物陶瓷膜层具有特殊的光学、电学、力学等性能,广泛应用于光电功能器件、集成电路、高阻隔材料等领域。通过CVD技术制备金属铝基硅氧化物陶瓷膜层,是一个尚未进行研究的领域,技术瓶颈在于常规CVD技术的工艺温度高于铝的熔点。本论文研究开发低温常压化学气相沉积（APCVD）技术,在铝及其合金基底上成功制备硅氧化物陶瓷薄膜;采用多种检测技术对表面结构性能进行表征;探讨了薄膜的形核机理,对经典形核理论进行修正,提出了形核模型。通过对基底预处理以及工艺参数的研究,系统考察薄膜生长组织和表面形貌的影响因素,沉积温度对薄膜厚度的影响呈单峰状,最佳沉积温度为400℃;最佳沉积气体流量为硅烷稀释气流量0.2L/min,空气0.3L/min;载气（氮气）流量同薄膜的生长速率呈线性关系,最佳流量为2L/min;薄膜厚度变化随沉积时间增加线性增大;薄膜SEM表面形貌由大量的球状或等轴状硅氧化物颗粒镶嵌堆垛而成,颗粒间存在间隙;随着沉积时间的增加,颗粒发生融合长大,间隙体积减少。沉积薄膜后续退火有助于薄膜表面发育完整,减少孔隙,使硅氧化物球状颗粒发生融合粗化长大;退火温度越高,保温时间越长,薄膜颗粒融合长大越充分。退火可使薄膜中发生铝、硅、氧原子互扩散,改变薄膜结构,增强了薄膜与铝基的结合力。铝硅氧化物薄膜在反应温度下能够自发进行沉积生长。薄膜同基底结合部位原子互扩散过程中能够形成稳定的Al-O-Si复杂晶体结构,促进表面形核和长大;薄膜形核率以及生长速率同气压、温度、界面能、界面接触角、沉积表面扩散激活能、气相反应形核能垒、表面解附能等有关。由于APCVD技术气压高,温度低,气相反应能垒小,沉积形核率高,因此薄膜呈现非晶态具有各种缺陷以及悬挂键。硅氧化物薄膜表层O/Si原子比稳定在2.2—2.4之间,证明该结构中的氧除了与硅键合外,还以OH基团存在,形成Si-OH结构;该表层O/Si原子比与沉积时间没有直接关系。薄膜存在成分过渡层,有铝、硅、氧原子的互扩散现象;铝和硅原子通过氧原子形成桥连的Al-O-Si键合结构,局部区域组成复杂类尖晶石结构,也对薄膜同基底的紧密结合起重要作用;铝基硅氧化物薄膜大部分为非晶态结构,表层局部区域还发现晶态的SiO2结构生成。铝基硅氧化物薄膜具有胞状组织形貌,胞状组织具有交叠层片亚结构。其生长机理是:硅烷和氧气在铝基表面反应生成硅氧化物微粒,与铝基表面的新鲜氧化铝结合成为成膜核心;后续的气源分子依附形核点继续反应,使初生晶核发育长大,形成的岛状硅氧化物分子团,在三维竞争生长过程中,因硅氧化物与铝基表面的新鲜氧化铝键合力较强,两者“浸润”性能较好,XY方向上生长速度大于Z方向,岛状单元的长大形成亚结构层片,相互接触,构成胞状组织的底层;这种形核—长大—融合的层片生长过程反复进行,构成具有层片式亚结构的胞状组织。铝基硅氧化物薄膜的亚结构层片由Si-O-Si无规网络环状结构组成,还包含硅悬挂键、Si-Si共价键以及Si-OH键合结构,产生原因是Si-O-Si键合中的桥氧产生空位,形成硅悬挂键结构;部分硅悬挂键通过相互键合形成“≡Si—Si≡”共价键结构,部分通过获取气相中OH集团和氢原子形成Si-OH结构及Si-H结构。研究并分析了铝基硅氧化物薄膜性能及机理。划痕实验载荷达到80N,切应力达到1.24GPa时,薄膜仍未发生剥落,这种良好的结合力依靠氧同铝硅的强烈键合作用和铝硅氧原子发生互扩散。铝基硅氧化物薄膜能有效提高样品表面硬度,但由于薄膜表面存在孔隙,且硅氧化物薄膜表面容易在外力作用发生坍塌挤压;随着载荷压力的增大,薄膜将随基底一起发生塑性形变。硅氧化物薄膜能有效提高铝及铝合金表面的耐磨性,磨损机理是对磨时,薄膜表面发生坍塌挤压,形成细小的硅氧化物陶瓷碎片或粉末充当磨粒,形成磨粒磨损;磨损量的变化具有线性变化规律。铝基硅氧化物陶瓷薄膜在紫外光到红外光波段具有很好的光吸收性能,反射率均低于30%;吸收光的原因是由于薄膜由大量硅氧化物颗粒堆跺而成,颗粒间存在孔隙,光线进入内部空洞后通过不断反射,延长了光线的传播距离,消耗一部分能量;非晶态薄膜内部存在大量不同类型缺陷,悬挂键、氧空位等结构缺陷都会吸收不同波长的光,显着降低薄膜的光学反射率。以激光作为激发光源,薄膜呈现大范围波段的光致发光,发光机理是薄膜中大量的缺陷结构在激光激发下产生电子跃迁发光,呈白色荧光;铝合金基底的硅氧化物薄膜发光强度要高于纯铝基底,原因是铝合金基底含有其他元素成分,在制备薄膜的过程中扩散到薄膜内部,引起薄膜内部缺陷结构的变化。铝基硅氧化物薄膜表面具有良好的聚乙烯热喷涂工艺性,由于硅氧化物薄膜表面孔隙率较高,部分粘流态的聚乙烯进入到薄膜孔洞中,增大了聚乙烯薄膜同硅氧化物薄膜的附着力。
刘丽赟[10]（2007）在《Si及ZnO纳米晶制备新方法及其发光性能的研究》文中研究指明本论文分别采用了反应溅射法和热活性法两种途径制备Si纳米晶,对其光致发光性能、微观组织、相结构和表面价键进行了分析,并对纳米晶的发光机理进行研究。同时,利用反应溅射法制备ZnO纳米晶,对其晶粒生长模型,以及发光性能进行了研究。研究发现,利用SiO2靶与Al靶反应溅射的方法可以制备晶粒尺寸细小、发光性能良好的Si纳米晶。本实验采用的是高功率溅射,因此落到衬底上的Si、Al、O粒子具有很大的动能,促使Al和SiO2在常温下就可以进行如下氧化还原反应:4Al + 3SiO2→3Si + 2Al2O3。同时,还使得溅射过程中形成的Si聚集,并结晶、长大。实验结果表明,反应溅射得到了Al2O3壳包覆的Si纳米晶,并观察到纯的紫外发射,经分析是源于Si纳米晶的量子限制效应。其中,Al2O3壳不仅限制了Si纳米晶的晶粒尺寸,同时还防止纳米晶被氧化,为Si纳米晶提供了理想的钝化层。Al/SiO2界面是不稳定的,当对其加热到一定温度时,Al与SiO2将会发生氧化还原反应。本实验利用此特性,分别对Al/SiO2复合膜、SiO2/Al/SiO2三明治薄膜退火,得到了包埋于SiO2基体中的Si纳米晶。本系统通过控制薄膜中Al原子的空间分布,使Si纳米晶的空间分布得到很好地控制。同时,Al原子量对薄膜中的Si纳米晶的晶粒尺寸也起到了限制作用。当Al含量较少时,薄膜中形成的Si原子也较少,则形成晶粒尺寸细小的Si纳米晶。利用SiO2靶与Zn靶反应溅射的方法制备包埋于SiO2基体中的ZnO纳米晶。由于Zn原子的还原性远大于Si离子,溅射时Zn原子将会优先与O离子结合形成了ZnO分子,并最终形成ZnO纳米晶。同时,实验中还观察到强的紫外发射,及可见光发射,它们分别源于ZnO与SiO2界面态和纵向光学声子的复合。
二、经Al_2O_3与SiO_x钝化的多孔硅及其光致发光特性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、经Al_2O_3与SiO_x钝化的多孔硅及其光致发光特性（论文提纲范文）
（1）界面层调控和修饰对提高硅量子点/硅纳米线电致发光器件性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 硅量子点发光的研究背景 |
| 1.1.1 硅基光互连的背景和意义 |
| 1.1.2 硅量子点发光的应用 |
| 1.2 调控硅量子点发光的研究进展与现状 |
| 1.2.1 尺寸效应对硅量子点发光的影响 |
| 1.2.2 表面状况对硅量子点发光的影响 |
| 1.2.3 利用掺杂对硅量子点发光的调控 |
| 1.2.4 金属微纳结构对硅量子点发光的调控 |
| 1.2.5 微纳结构衬底对硅量子点发光的研究以及存在的问题 |
| 1.3 本论文的研究思路及主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 硅量子点/硅纳米线电致发光器件的制备及界面钝化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 金属辅助化学刻蚀硅纳米线的原理与方法 |
| 2.3 原子层沉积超薄氧化铝对硅纳米线的钝化效果 |
| 2.3.1 硅纳米线/超薄氧化铝衬底结构的制备与表征 |
| 2.3.2 原子层沉积超薄氧化铝对硅纳米线的化学钝化效果 |
| 2.3.3 原子层沉积超薄氧化铝对硅纳米线的场效应钝化效果 |
| 2.4 氧化铝钝化硅量子点/硅纳米线电致发光器件的研究 |
| 2.4.1 氧化铝钝化电致发光器件的制备与表征 |
| 2.4.2 氧化铝钝化电致发光器件的性能表现与原理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 利用银纳米颗粒实现对硅量子点/硅纳米线电致发光器件的光电调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 银纳米颗粒修饰的发光器件的制备与表征 |
| 3.2.1 发光器件的制备流程及银纳米颗粒的形成机制 |
| 3.2.2 银纳米颗粒在核壳结构器件中的分布 |
| 3.3 局域表面等离子体共振对器件光致发光的影响 |
| 3.4 银纳米颗粒对器件电致发光的影响 |
| 3.4.1 器件电致发光性能表现 |
| 3.4.2 银纳米颗粒增强电致发光的机制分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 硅量子点/硅纳米线电致发光器件的顶电极优化和能带设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电致发光器件的顶电极优化 |
| 4.2.1 金过渡层的制备与表征 |
| 4.2.2 顶电极优化的器件性能 |
| 4.3 电子传输与空穴阻挡层的引入 |
| 4.3.1 氧化钛作为电子传输与空穴阻挡层的可行性研究 |
| 4.3.2 引入超薄氧化钛的电致发光器件的表征 |
| 4.3.3 引入超薄氧化钛的电致发光器件的性能表现与原理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 硼掺杂富硅碳化硅薄膜对硅量子点/硅纳米线发光器件的初步应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的制备与表征 |
| 5.3 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的光电特性 |
| 5.3.1 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的光学特性 |
| 5.3.2 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的电学特性 |
| 5.4 硼掺杂富硅碳化硅对器件发光的影响及分析 |
| 5.4.1 引入硼掺杂富硅碳化硅的发光器件的制备 |
| 5.4.2 硼掺杂富硅碳化硅对器件光致发光的影响及分析 |
| 5.4.3 硼掺杂富硅碳化硅对器件电致发光的影响及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展塱 |
| 博士阶段研究成果 |
| 致谢 |
（2）利用硅纳米线阵列提高纳米硅量子点光电器件性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米硅量子点材料的研究背景和意义 |
| 1.2 纳米结构在硅基光电器件中的研究现状 |
| 1.3 本论文的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 利用纳米线阵列结构提高Si QDs/SiO_2多层膜发光效率的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 纳米线阵列结构的制备与表征 |
| 2.3 Si QDs/SiO_2多层膜的制备与表征 |
| 2.3.1 Si QDs/SiO_2多层膜的制备 |
| 2.3.2 SiQDs/SiO_2多层膜的表征 |
| 2.4 纳米线阵列结构对Si QDs/SiO_2多层膜光致发光的影响 |
| 2.5 纳米线阵列结构对Si QDs/SiO_2多层膜电致发光的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 钝化纳米线结构提高Si QDs/SiO_2多层膜电致发光性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 利用氢钝化技术提高Si QDs/SiO_2多层膜的电致发光效率的研究 |
| 3.3 利用氧化铝钝化技术提高Si QDs/SiO_2多层膜的电致发光效率的研究 |
| 3.3.1 氧化铝钝化膜的制备 |
| 3.3.2 氧化铝钝化效应的研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 纳米线结构对硅量子点/非晶碳化硅异质结太阳能电池性能影响的初步探索 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 硅量子点/非晶碳化硅异质结太阳能电池的制备与表征 |
| 4.2.1 硅量子点/非晶碳化硅异质结太阳能电池的制备 |
| 4.2.2 硅量子点/非晶碳化硅异质结太阳能电池的结构表征 |
| 4.3 硅量子点/非晶碳化硅异质结太阳能电池的测试结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文的主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）基于RIE掩膜法制备的黑硅及其SIS太阳电池性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 黑硅概述 |
| 1.1.1 黑硅的制备方法 |
| 1.1.1.1 飞秒激光脉冲法 |
| 1.1.1.2 RIE法 |
| 1.1.1.3 MACE法 |
| 1.1.1.4 电化学腐蚀法 |
| 1.1.2 黑硅的性能 |
| 1.1.2.1 发光特性 |
| 1.1.2.2 场致发射特性 |
| 1.1.2.3 辐射太赫兹特性 |
| 1.1.2.4 光吸收特性 |
| 1.2 太阳电池简介 |
| 1.2.1 晶硅太阳电池 |
| 1.2.2 SIS太阳电池 |
| 1.2.2.1 透明导电氧化物的优势 |
| 1.2.2.2 转换效率损失 |
| 1.2.2.3 SIS太阳电池研究现状 |
| 1.2.2.4 SIS太阳电池存在问题 |
| 1.3 课题研究内容及目标 |
| 1.3.1 课题研究内容 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 第二章 材料制备及性能测试表征 |
| 2.1 主要实验设备及原料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 硅片清洗 |
| 2.2.2 硅片去损伤 |
| 2.2.3 SiO_2微球合成 |
| 2.2.4 RIE掩膜法制备黑硅 |
| 2.2.5 黑硅钝化 |
| 2.2.6 SIS太阳电池的制备 |
| 2.3 表征设备及原理 |
| 2.3.1 表征设备 |
| 2.3.2 激光粒度仪 |
| 2.3.3 扫描电镜 |
| 2.3.4 紫外-可见分光光度计 |
| 2.3.5 少子寿命测试仪 |
| 2.3.6 霍尔测试仪 |
| 2.3.7 X射线衍射仪 |
| 2.3.8 太阳电池I-V特性测试仪 |
| 第三章 SiO_2掩膜的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SiO_2微球的合成 |
| 3.2.1 电解质对SiO_2微球粒径的影响 |
| 3.2.2 电解质对SiO_2微球比表面积的影响 |
| 3.3 旋涂参数对制备SiO_2掩膜的影响 |
| 3.3.1 旋涂液浓度对制备单层SiO_2掩膜的影响 |
| 3.3.2 旋涂速度对制备SiO_2掩膜的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 RIE掩膜法制备黑硅及其钝化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 黑硅的制备 |
| 4.2.1 刻蚀功率对黑硅结构和光学性能的影响 |
| 4.2.2 SF6/O_2流量对黑硅结构和光学性能的影响 |
| 4.2.3 刻蚀时间对黑硅结构和光学性能的影响 |
| 4.3 RIE掩膜法制备黑硅的机理 |
| 4.4 黑硅性能理论模拟 |
| 4.4.1 不同形貌黑硅的反射率模拟 |
| 4.4.2 纳米结构的陷光性能 |
| 4.4.3 圆台结构的陷光性能 |
| 4.5 黑硅的去损伤与钝化 |
| 4.5.1 黑硅的去损伤 |
| 4.5.2 黑硅的钝化 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 SIS太阳电池的制备 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ITO的制备 |
| 5.2.1 衬底温度对ITO薄膜结构的影响 |
| 5.2.2 衬底温度对ITO薄膜光学性能的影响 |
| 5.2.3 衬底温度对制备ITO薄膜电学性能的影响 |
| 5.3 ITO沉积温度对SIS太阳电池的影响 |
| 5.4 H_2O_2氧化时间对SIS太阳电池的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间的研究成果及发表的学术论文 |
（4）硅纳米结构在太阳电池中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 太阳能的利用 |
| 1.3 硅基太阳电池效率的提高 |
| 1.3.1 减少光学损失 |
| 1.3.2 减少电学损失 |
| 1.4 硅纳米结构 |
| 1.4.1 光学特性─陷光效应和光吸收增加效应 |
| 1.4.2 理论模拟 |
| 1.4.3 载流子收集 |
| 1.4.4 存在问题 |
| 1.5 本论文的选题背景和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 太阳电池性能表征 |
| 2.1 太阳电池IV特性 |
| 2.2 太阳电池制备过程的测试手段 |
| 2.3 有效少子寿命τ_(eff)测试原理 |
| 2.4 太阳电池模拟软件PC1D |
| 2.4.1 物理模型 |
| 2.4.2 数值解 |
| 2.5 时域有限差分方法FDTD |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 MACE反应机理及形貌调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 MACE方法的反应机理 |
| 3.2.1 历史背景和基本现象 |
| 3.2.2 反应机理 |
| 3.2.3 空穴注入机理及贵金属的作用 |
| 3.2.4 硅原子氧化溶解过程 |
| 3.2.5 反应全过程 |
| 3.3 硅纳米结构形貌控制 |
| 3.3.1 反应溶剂的影响 |
| 3.3.2 酸/碱修饰的影响 |
| 3.3.3 掩膜的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 不同介质钝化对硅纳米线太阳电池性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 硅纳米线的制备 |
| 4.2.2 硅纳米线太阳电池制备过程 |
| 4.2.3 材料和器件的表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 形貌表征 |
| 4.3.2 钝化效果 |
| 4.3.3 光学性能 |
| 4.3.4 PC1D拟合IQE曲线 |
| 4.3.5 载流子复合情况 |
| 4.3.6 电池性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 形貌调控对多晶硅纳米结构太阳电池性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 硅纳米孔和硅纳米线结构的制备 |
| 5.2.2 硅纳米结构太阳电池制备过程 |
| 5.2.3 材料和器件的表征 |
| 5.3 硅纳米孔结构太阳电池的结果与讨论 |
| 5.3.1 调控表面积 |
| 5.3.2 光学性能 |
| 5.3.3 载流子复合情况 |
| 5.3.4 电池性能 |
| 5.4 硅纳米孔结构和硅纳米线太阳电池的比较与讨论 |
| 5.4.1 表面形貌 |
| 5.4.2 光学性能 |
| 5.4.3 载流子复合情况 |
| 5.4.4 电学性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 完成论文目录 |
（5）多孔硅在碱性溶液中的腐蚀行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 多孔硅简介 |
| 1.1.1 概述 |
| 1.1.2 发展简史 |
| 1.2 多孔硅的制备方法 |
| 1.2.1 化学腐蚀法 |
| 1.2.2 阳极氧化法 |
| 1.2.3 光化学腐蚀法 |
| 1.2.4 水热腐烛法 |
| 1.3 多孔硅的形成机理 |
| 1.3.1 Beale 耗尽模型 |
| 1.3.2 扩散限制模型 |
| 1.3.3 量子限制模型 |
| 1.4 多孔硅的光致发光特性 |
| 1.4.1 量子限制模型 |
| 1.4.2 表面态模型 |
| 1.4.3 量子限制效应-发光中心模型 |
| 1.5 多孔硅的应用领域 |
| 1.6 多孔硅的孔隙率与多孔层厚度 |
| 1.6.1 孔隙率 |
| 1.6.2 多孔层厚度 |
| 1.7 腐蚀行为研究方法 |
| 1.7.1 重量法 |
| 1.7.2 电化学法 |
| 1.7.3 其它方法 |
| 1.8 研究内容 |
| 1.8.1 技术路线 |
| 1.8.2 研究目的和意义 |
| 1.8.3 研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 试剂及仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 多孔硅的制备 |
| 2.2.1 试片前处理 |
| 2.2.2 阳极氧化 |
| 2.2.3 氧化参数 |
| 2.2.4 多孔硅的储存 |
| 2.3 多孔硅的表征 |
| 2.3.1 形貌分析 |
| 2.3.2 X 射线衍射 |
| 2.3.3 红外光谱 |
| 2.3.4 热分析 |
| 2.4 碱溶液中多孔硅的腐蚀行为研究 |
| 2.4.1 失重法 |
| 2.4.2 电化学法 |
| 2.4.3 形貌分析 |
| 2.4.4 腐蚀产物表征 |
| 2.5 孔隙率与多孔层厚度测定研究 |
| 2.5.1 失重法 |
| 2.5.2 SEM 法 |
| 3 多孔硅制备与表征 |
| 3.1 多孔硅制备 |
| 3.1.1 实验现象 |
| 3.1.2 注意事项 |
| 3.1.3 V-t 曲线 |
| 3.2 多孔硅形貌分析 |
| 3.2.1 阳极氧化时间对形貌的影响 |
| 3.2.2 阳极氧化电流密度对形貌的影响 |
| 3.3 质量变化规律 |
| 3.3.1 单晶硅质量变化规律 |
| 3.3.2 总质量变化规律 |
| 3.4 孔隙率变化规律 |
| 3.4.1 阳极氧化时间对孔隙率的影响 |
| 3.4.2 阳极氧化电流密度对孔隙率的影响 |
| 3.5 多孔层厚度变化规律 |
| 3.5.1 阳极氧化时间对多孔层厚度的影响 |
| 3.5.2 阳极氧化电流密度对多孔层厚度的影响 |
| 3.6 多孔硅的微结构 |
| 3.6.1 阳极氧化时间对微结构的影响 |
| 3.6.2 阳极氧化电流密度对微结构的影响 |
| 3.7 多孔硅粉末的热稳定性 |
| 3.7.1 气氛对热稳定性的影响 |
| 3.7.2 升温速率对热稳定性的影响 |
| 3.8 多孔硅的表面成分分析 |
| 3.9 小结 |
| 4 氢氧化钠溶液中多孔硅的腐蚀行为研究 |
| 4.1 腐蚀现象及过程 |
| 4.2 失重法研究腐蚀行为 |
| 4.2.1 影响因素 |
| 4.2.2 腐蚀反应活化参数 |
| 4.2.3 腐蚀形貌 |
| 4.3 电化学法研究腐蚀行为 |
| 4.3.1 开路电位法 |
| 4.3.2 线性极化法 |
| 4.3.3 动电位极化曲线法 |
| 4.4 小结 |
| 5 氢氧化钾溶液中多孔硅的腐蚀行为研究 |
| 5.1 腐蚀现象及过程 |
| 5.2 失重法研究腐蚀行为 |
| 5.2.1 影响因素 |
| 5.2.2 腐蚀反应活化参数 |
| 5.2.3 腐蚀形貌 |
| 5.3 电化学法研究腐蚀行为 |
| 5.3.1 线性极化法 |
| 5.3.2 动电位极化曲线法 |
| 5.4 小结 |
| 6 四甲基氢氧化铵溶液中多孔硅的腐蚀行为研究 |
| 6.1 腐蚀现象及过程 |
| 6.2 腐蚀中间产物成分分析 |
| 6.2.1 红外光谱 |
| 6.2.2 元素分析 |
| 6.2.3 热重分析 |
| 6.3 失重法研究腐蚀行为 |
| 6.3.1 影响因素 |
| 6.3.2 腐蚀反应活化参数 |
| 6.3.3 腐蚀形貌 |
| 6.4 电化学法研究腐蚀行为 |
| 6.4.1 线性极化法 |
| 6.4.2 动电位极化曲线法 |
| 6.5 小结 |
| 7 孔隙率与多孔层厚度测定研究 |
| 7.1 失重法测定孔隙率与多孔层厚度 |
| 7.1.1 测定误差原因分析 |
| 7.1.2 孔隙率与多孔层厚度测定的影响因素 |
| 7.1.3 相对误差分析 |
| 7.2 SEM 法测定多孔层厚度与孔隙率 |
| 7.2.1 测定原理 |
| 7.2.2 测定过程 |
| 7.2.3 测定条件 |
| 7.2.4 相对误差分析 |
| 7.3 小结 |
| 8 结论、创新与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新 |
| 8.3 后续研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者攻读博士学位期间发表的论文目录 |
（6）多孔硅基金属氧化物纳米复合材料的制备与气敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米材料及纳米复合材料概述 |
| 1.1.1 纳米材料及纳米复合材料基本特性 |
| 1.1.2 纳米材料和纳米复合材料的制备方法 |
| 1.2 气敏传感器概述 |
| 1.2.1 气敏传感器及其分类 |
| 1.2.2 电阻式半导体气敏传感器的主要特性参数 |
| 1.2.3 电阻式半导体气敏传感器的气敏机理 |
| 1.2.4 电阻式半导体气敏传感器的发展趋势 |
| 1.3 氧化锌纳米材料 |
| 1.3.1 氧化锌的基本性质与用途 |
| 1.3.2 氧化锌纳米材料的气敏性能 |
| 1.3.3 氧化锌纳米材料的电化学沉积制备 |
| 1.4 氧化亚铜纳米材料 |
| 1.4.1 氧化亚铜的基本性质与用途 |
| 1.4.2 氧化亚铜纳米材料的气敏性能 |
| 1.4.3 氧化亚铜纳米材料的电化学沉积制备 |
| 1.5 多孔硅气敏传感器 |
| 1.5.1 多孔硅简介 |
| 1.5.2 多孔硅的气敏性能 |
| 1.5.3 多孔硅气敏传感器的发展概况 |
| 1.6 本论文的研究意义和内容 |
| 第二章 相关理论与实验方法 |
| 2.1 多孔硅的制备方法 |
| 2.1.1 化学腐蚀法 |
| 2.1.2 单槽电化学腐蚀法 |
| 2.1.3 双槽电化学腐蚀法 |
| 2.2 多孔硅的形成机理 |
| 2.2.1 扩散限制(DLA)模型 |
| 2.2.2 Beale 耗尽模型 |
| 2.2.3 量子限制模型 |
| 2.3 金属与半导体的接触及异质结 |
| 2.3.1 金属与半导体的接触 |
| 2.3.2 异质结 |
| 2.4 实验中所用到的薄膜制备方法 |
| 2.4.1 磁控溅射法 |
| 2.4.2 电化学沉积法 |
| 2.5 本论文所用的表征手段 |
| 2.5.1 扫描电子显微镜(SEM)与能谱分析(EDS) |
| 2.5.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.5.3 X 射线衍射(XRD) |
| 2.5.4 光致发光光谱(PL) |
| 2.5.5 紫外-可见光谱(UV-VIS) |
| 2.5.6 气敏测试系统 |
| 第三章 多孔硅的制备与气敏性能研究 |
| 3.1 多孔硅的制备 |
| 3.1.1 硅片清洗 |
| 3.1.2 电化学腐蚀多孔硅 |
| 3.2 多孔硅的微观形貌和结构 |
| 3.2.1 多孔硅的 SEM 分析 |
| 3.2.2 孔隙率的测量 |
| 3.3 多孔硅的光学方法表征 |
| 3.3.1 多孔硅的 PL 分析 |
| 3.3.2 多孔硅的 UV-VIS 分析 |
| 3.4 多孔硅气敏传感器的制备 |
| 3.4.1 方块电极的制备 |
| 3.4.2 伏安特性分析 |
| 3.5 多孔硅气敏传感器的气敏特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多孔硅基氧化锌纳米结构复合材料的制备与气敏性能研究 |
| 4.1 多孔硅基氧化锌纳米结构复合材料的制备 |
| 4.1.1 多孔硅基底的制备 |
| 4.1.2 电极的引出及密封 |
| 4.1.3 多孔硅上电沉积氧化锌纳米材料 |
| 4.2 多孔硅基氧化锌纳米结构复合材料的微观形貌和结构 |
| 4.2.1 SEM 分析 |
| 4.2.2 EDS 分析 |
| 4.2.3 XRD 分析 |
| 4.2.4 TEM 分析 |
| 4.3 多孔硅基氧化锌纳米结构复合材料的光学方法表征 |
| 4.3.1 多孔硅基氧化锌纳米结构复合材料的 PL 分析 |
| 4.3.2 多孔硅基氧化锌纳米结构复合材料的 UV-VIS 分析 |
| 4.4 多孔硅基氧化锌纳米结构复合材料气敏传感器的制备 |
| 4.5 多孔硅基氧化锌纳米结构复合材料气敏传感器的气敏特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 多孔硅基氧化亚铜纳米薄膜复合材料的制备与气敏性能研究 |
| 5.1 多孔硅基氧化亚铜纳米薄膜复合材料的制备 |
| 5.1.1 多孔硅基底的制备 |
| 5.1.2 电极的引出与密封 |
| 5.1.3 多孔硅上电沉积氧化亚铜纳米薄膜 |
| 5.2 多孔硅基氧化亚铜纳米薄膜复合材料的微观形貌和结构 |
| 5.2.1 SEM 分析 |
| 5.2.2 EDS 分析 |
| 5.2.3 XRD 分析 |
| 5.2.4 TEM 分析 |
| 5.3 多孔硅基氧化亚铜纳米薄膜复合材料的光学方法表征 |
| 5.3.1 多孔硅基氧化亚铜纳米薄膜复合材料的 PL 分析 |
| 5.3.2 多孔硅基氧化亚铜纳米薄膜复合材料的 UV-VIS 分析 |
| 5.4 多孔硅基氧化亚铜纳米薄膜复合材料气敏传感器的制备 |
| 5.5 多孔硅基氧化亚铜纳米薄膜复合材料气敏传感器的气敏特性 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 全文结论 |
| 6.2 本论文创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）纳米多孔硅光子器件的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 多孔硅概述 |
| 1.2 多孔硅的形成机理研究 |
| 1.3 多孔硅的制备方法 |
| 1.4 多孔硅光致发光特性研究的综述 |
| 1.5 多孔硅基光学生物传感器简介 |
| 1.6 本论文的选题背景，研究意义及研究内容 |
| 1.6.1 选题背景及研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 多孔硅的电化学制备与优化 |
| 2.1 多孔硅腐蚀装置的改进 |
| 2.2 多孔硅制备实验前准备 |
| 2.3 腐蚀液浓度对多孔硅形貌的影响 |
| 2.3.1 实验部分 |
| 2.3.2 结果与讨论 |
| 2.4 阳极电化学制备 SOI 多孔硅 |
| 2.4.1 SOI 简介 |
| 2.4.2 光子晶体概述 |
| 2.4.3 多孔硅光子晶体的理论分析 |
| 2.4.4 SOI 多孔硅一维光子晶体的实现 |
| 2.5 腐蚀参数对多孔硅光学厚度的影响 |
| 2.5.1 实验部分 |
| 2.5.2 结果与讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 多孔硅复合材料的光致发光特性 |
| 3.1 利用化学气相沉积法制备多孔硅基复合光致发光材料 |
| 3.1.1 化学气相沉积法 |
| 3.1.2 硫化锌/氧化锌/多孔硅（ZnS/ZnO/PS）复合体系的光致发光研究 |
| 3.2 利用甩胶法制备多孔硅/有机半导体复合膜的光电特性 |
| 3.3 多孔硅模板法制备纳米氧化铝 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多孔硅表面拉曼效应的分析及在生物检测中的应用 |
| 4.1 RAMAN 光谱概述 |
| 4.2 氧化多孔硅的 RAMAN 分析 |
| 4.2.1 实验方案 |
| 4.2.2 实验结果与讨论 |
| 4.3 基于 RAMAN 信号的多孔硅基光学传感器 |
| 4.3.1 检测 mZP3 的意义 |
| 4.3.2 实验方案 |
| 4.3.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 SOI 多孔硅在生物传感器中的应用 |
| 5.1 单层 SOI 多孔硅的生物检测应用 |
| 5.1.1 实验方案 |
| 5.1.2 实验结果与讨论 |
| 5.2 一维 SOI 多孔硅光子晶体的生物检测应用 |
| 5.2.1 实验方案 |
| 5.2.2 实验结果与讨论 |
| 5.3 基于 SOI 多孔硅微腔的生物检测应用 |
| 5.4 误差分析 |
| 5.5 SOI 多孔硅光栅的初步研究 |
| 5.5.1 实验方案 |
| 5.5.2 实验结果与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本论文的主要结论 |
| 6.2 本论文的创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）多孔硅复合结构传感性能的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 多孔硅的制备 |
| 1.1.1 一般的制备方法 |
| 1.1.2 制备多孔硅的新技术 |
| 1.1.3 多孔硅的形成机理 |
| 1.2 多孔硅的发光性质 |
| 1.2.1 光致发光 |
| 1.2.2 电致发光 |
| 1.2.3 多孔硅的发光机理 |
| 1.3 多孔硅的钝化及表面修饰 |
| 1.3.1 非金属元素的表面钝化 |
| 1.3.2 金属修饰多孔硅表面 |
| 1.3.3 有机高分子修饰多孔硅表面 |
| 1.3.4 多孔硅表面的生物功能性修饰 |
| 1.4 多孔硅在器件上的应用 |
| 1.4.1 基于多孔硅的光电器件 |
| 1.4.2 多孔硅化学传感器 |
| 1.4.2.1 气体传感器 |
| 1.4.2.2 多孔硅对离子的传感 |
| 1.4.3 多孔硅生物传感器 |
| 1.5 本课题选题依据 |
| 参考文献 |
| 第二章 多孔硅的制备及氧化处理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试剂及仪器 |
| 2.3 实验过程 |
| 2.3.1 硅片的清洗 |
| 2.3.2 硅片的光电化学刻蚀 |
| 2.3.3 多孔硅的稳定性处理及清洗 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 硝酸处理前后多孔硅的荧光强度比较 |
| 2.4.2 红外光谱分析（FTIR） |
| 2.4.3 硝酸氧化时间对荧光强度的影响 |
| 2.4.4 讨论 |
| 2.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 新生多孔硅表面的银粒子自组装 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.2.1 试剂及仪器 |
| 3.2.2 多孔硅刻蚀 |
| 3.2.3 硝酸银溶液处理多孔硅 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 扫描电镜形貌观察结果 |
| 3.3.2 浸泡时间和 AgNO_3 溶液浓度对多孔硅光致发光的影响 |
| 3.3.3 样品的红外光谱分析 |
| 3.3.4 样品的X 光电子能谱分析 |
| 3.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 多孔硅复合结构对尿素传感性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试剂及仪器 |
| 4.3 实验 |
| 4.3.1 多孔硅的制备 |
| 4.3.2 光氧化稳定性处理多孔硅 |
| 4.3.3 尿素的吸附与电性质测量 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 电化学刻蚀得到多孔硅的扫描电镜显微照片 |
| 4.4.2 两种器件结构和对应的电流（I）-电压（V） |
| 4.4.3 Al/PS/Si/Al 结构lgI～V 关系和电流浓度关系 |
| 4.4.4 Al-PS-Al 结构的lgI～V 关系和电流浓度关系 |
| 4.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 多孔硅电极对抗坏血酸的检测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试剂及仪器 |
| 5.3 实验 |
| 5.3.1 多孔硅的阴极稳定性处理 |
| 5.3.2 阴极稳定性处理的多孔硅的测量抗坏血酸溶液 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 全文总结 |
| 硕士期间发表的论文目录 |
| 致谢 |
（9）铝基硅氧化物陶瓷膜层制备、性能及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和进展 |
| 1.2 本论文研究的目的 |
| 1.3 本文结构和内容提要 |
| 第二章 铝基硅氧化物薄膜研究进展 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 硅氧化物薄膜的制备方法 |
| 2.2.1 物理沉积方法 |
| 2.2.2 化学沉积方法 |
| 2.2.3 其他制备方法 |
| 2.3 硅氧化物薄膜性能和机理研究进展 |
| 2.3.1 光学性能 |
| 2.3.2 电学性能 |
| 2.3.3 磁学性能 |
| 2.3.4 力学性能 |
| 2.3.5 阻隔性能 |
| 2.3.6 其他性能 |
| 2.4 硅氧化物薄膜的应用 |
| 2.4.1 光学器件 |
| 2.4.2 电功能器件 |
| 2.4.3 光电器件与传感器 |
| 2.4.4 其他功能器件 |
| 2.4.5 阻隔材料 |
| 2.4.6 表面改性应用 |
| 2.4.7 其他应用 |
| 2.4.8 应用小结 |
| 2.5 薄膜生长机理简介 |
| 2.6 课题研究方向 |
| 第三章 铝基硅氧化物薄膜的制备与实验方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 低温常压化学气相沉积法制备硅氧化物薄膜方法简介 |
| 3.2.1 实验原料的选择 |
| 3.2.2 实验设备简介 |
| 3.2.3 实验样品的预处理 |
| 3.2.4 薄膜沉积基本过程 |
| 3.2.5 退火工艺 |
| 3.2.6 聚乙烯涂覆 |
| 3.4 铝和铝合金基底硅氧化物薄膜的检测和表征方法 |
| 3.4.1 形貌表征方法 |
| 3.4.2 成分分析方法 |
| 3.4.3 结构表征方法 |
| 3.4.4 性能检测方法 |
| 第四章 铝基硅氧化物薄膜沉积工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预处理对SiO_x薄膜的影响 |
| 4.2.1 基底表面基本预处理 |
| 4.2.2 电解抛光和阳极氧化预处理 |
| 4.3 沉积工艺参数的研究 |
| 4.3.1 温度的影响 |
| 4.3.2 气体成分的影响 |
| 4.3.3 载气的影响 |
| 4.3.4 沉积时间的影响 |
| 4.3.5 最佳沉积工艺 |
| 4.4 后续处理 |
| 4.4.1 退火 |
| 4.4.2 高分子涂覆 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 铝基硅氧化物薄膜XPS成分分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 沉积时间对薄膜成分的影响 |
| 5.2.1 薄膜表面成分研究 |
| 5.2.2 薄膜亚表层的成分研究 |
| 5.2.3 薄膜内部成分研究 |
| 5.3 铝基硅氧化物薄膜成份深度蚀刻分析 |
| 5.3.1 蚀刻分析XPS谱 |
| 5.3.2 不同沉积时间的影响 |
| 5.3.3 薄膜成分随深度的变化规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 铝基硅氧化物薄膜组织形貌与结构分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 X射线衍射分析 |
| 6.2.1 铝基硅氧化物XRD分析 |
| 6.2.2 气相反应硅氧化物粉末XRD分析 |
| 6.2.3 沉积时间的影响 |
| 6.3 透射电子显微镜分析 |
| 6.3.1 TEM形貌分析 |
| 6.3.2 TED结构分析 |
| 6.3.3 HRTEM高分辨形貌与结构分析 |
| 6.4 光致发光谱分析 |
| 6.4.1 氙灯光致发光谱研究 |
| 6.4.2 激光光致发光谱研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 铝基硅氧化物薄膜红外光谱分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 红外光谱结构分析 |
| 7.2.1 气相反应硅氧化物粉末IR结构分析 |
| 7.2.2 沉积时间对铝基硅氧化物薄膜红外结构的影响 |
| 7.2.3 铝合金基底硅氧化物薄膜IR结构分析 |
| 7.2.4 铝基底硅氧化物薄膜NIR结构分析 |
| 7.2.5 分析结果讨论 |
| 7.3 红外光谱成分分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 铝基硅氧化物薄膜的生长机理 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 薄膜生长模型 |
| 8.2.1 薄膜生长机理 |
| 8.2.2 薄膜同基底互扩散机理 |
| 8.3 硅氧化物结构模型 |
| 8.3.1 薄膜表面结构 |
| 8.3.2 薄膜内部结构 |
| 8.3.3 薄膜同基底结合部位结构 |
| 8.4 热力学分析 |
| 8.4.1 形核长大热力学分析 |
| 8.4.2 扩散过渡层结构热力学机理 |
| 8.5 动力学分析 |
| 8.5.1 气相分子动力学 |
| 8.5.2 形核长大动力学分析 |
| 8.5.3 动力学分析结果讨论 |
| 8.6 本章小结 |
| 第九章 铝基硅氧化物薄膜的性能研究 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 铝基硅氧化物薄膜和基底结合性能研究 |
| 9.2.1 拉拔试验 |
| 9.2.2 划痕测试 |
| 9.2.3 薄膜和基底结合力讨论 |
| 9.3 硅氧化物薄膜力学性能研究 |
| 9.3.1 薄膜表面显微维氏硬度 |
| 9.3.2 薄膜表面纳米压痕测试 |
| 9.4 铝基硅氧化物薄膜磨损性能研究 |
| 9.4.1 磨损量的影响因素 |
| 9.4.2 磨损形貌观察 |
| 9.4.3 磨损机理和结果讨论 |
| 9.5 光学性能研究 |
| 9.5.1 薄膜表面光吸收性能 |
| 9.5.2 光致发光性能 |
| 9.6 本章小结 |
| 第十章 总结与展望 |
| 10.1 全文结论 |
| 10.2 主要创新性成果 |
| 10.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间第一作者发表的课题相关论文 |
| 致谢 |
（10）Si及ZnO纳米晶制备新方法及其发光性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 硅基纳米发光材料的研究现状 |
| 1.2.1 硅基纳米发光材料的研究意义 |
| 1.2.2 硅量子点的制备方法 |
| 1.2.2.1 多层膜退火法 |
| 1.2.2.2 复合薄膜退火法 |
| 1.2.2.3 单层量子点生长 |
| 1.2.2.4 热活性法 |
| 1.2.2.5 高功率溅射法 |
| 1.2.3 硅量子点材料存在的问题 |
| 1.2.4 硅量子点的发光机理 |
| 1.2.4.1 量子限制（Quantum Confinement Effect, QCE）模型 |
| 1.2.4.2 发光中心（Luminescent Center, LC）模型 |
| 1.2.4.3 量子限制—发光中心（QC-LCs）模型 |
| 1.2.4.4 表面态和界面态模型 |
| 1.3 氧化锌纳米材料的发展现状 |
| 1.3.1 氧化锌纳米材料的研究意义 |
| 1.3.2 氧化锌纳米晶的制备方法 |
| 1.3.2.1 脉冲激光沉积法 |
| 1.3.2.2 溶胶－凝胶法 |
| 1.3.2.3 有机金属化学气相沉积 |
| 1.3.2.4 磁控溅射法 |
| 1.3.3 氧化锌纳米晶的发光机制 |
| 1.4 本课题的试验思路及创新之处 |
| 第二章 试验原料和试验装置 |
| 2.1 试验原料 |
| 2.2 试验装置与测试设备 |
| 2.2.1 JGP450G 型三靶共溅射高真空磁控溅射设备 |
| 2.2.2 GSL 1600X 真空管式高温炉 |
| 2.2.3 光致发光性能测试（PL） |
| 2.2.4 微观结构分析（TEM） |
| 2.2.5 结晶相分析（XRD） |
| 2.2.6 表面价态分析（XPS） |
| 第三章 Si 纳米晶的制备及其发光性能的研究 |
| 3.1 利用反应溅射的方法制备Si 纳米晶 |
| 3.1.1 样品的制备 |
| 3.1.2 试验结果与讨论 |
| 3.1.2.1 光致发光性能的分析 |
| 3.1.2.2 表面化学键的分析 |
| 3.1.2.3 微观结构的分析 |
| 3.1.2.4 晶粒生长模型 |
| 3.1.2.5 发光机理的分析 |
| 3.2 利用热活性的方法制备Si 纳米晶 |
| 3.2.1 Al/SiO_2 复合膜试验方案 |
| 3.2.1.1 样品的制备 |
| 3.2.1.2 试验结果与分析 |
| 3.2.2 SiO_2/Al/SiO_2 三明治薄膜试验方案 |
| 3.2.2.1 样品的制备 |
| 3.2.2.2 试验结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 反应溅射制备ZnO 纳米晶 |
| 4.1 样品的制备 |
| 4.2 试验结果与分析 |
| 4.2.1 光致发光性能分析 |
| 4.2.2 结晶相与微观结构的分析 |
| 4.2.3 表面价键的分析 |
| 4.2.4 晶体生长模型 |
| 4.2.5 发光机理的研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、经Al_2O_3与SiO_x钝化的多孔硅及其光致发光特性（论文参考文献）
- [1]界面层调控和修饰对提高硅量子点/硅纳米线电致发光器件性能的研究[D]. 季阳. 南京大学, 2019
- [2]利用硅纳米线阵列提高纳米硅量子点光电器件性能的研究[D]. 翟颖颖. 南京大学, 2017(05)
- [3]基于RIE掩膜法制备的黑硅及其SIS太阳电池性能的研究[D]. 金磊. 南京航空航天大学, 2017(03)
- [4]硅纳米结构在太阳电池中的应用[D]. 林星星. 上海交通大学, 2015(02)
- [5]多孔硅在碱性溶液中的腐蚀行为研究[D]. 赖川. 重庆大学, 2014(04)
- [6]多孔硅基金属氧化物纳米复合材料的制备与气敏性能研究[D]. 严达利. 天津大学, 2014(11)
- [7]纳米多孔硅光子器件的研究[D]. 钟福如. 新疆大学, 2012(11)
- [8]多孔硅复合结构传感性能的研究[D]. 薛亮. 山东师范大学, 2009(09)
- [9]铝基硅氧化物陶瓷膜层制备、性能及机理研究[D]. 张际亮. 浙江大学, 2008(09)
- [10]Si及ZnO纳米晶制备新方法及其发光性能的研究[D]. 刘丽赟. 天津大学, 2007(04)