多孔硅/氧化锌复合薄膜的制备及发光性能研究
发布时间：2021-08-21 21:28
现如今在半导体发光材料中,多孔硅和氧化锌的应用领域是极为广泛的。因为这两种材料都有光致发光现象,并且两者发光强度都很高。这也奠定了两种材料可以在发光领域有优异的实用前景。多孔硅与氧化锌相结合,制备出的多孔硅/氧化锌复合材料,可以使两种材料的发光性能共同激发出来并产生叠加。最终可以形成白光发射。白光的实现对半导体发光器件具有相当深远的意义。本文先是用金属辅助化学刻蚀法制备了多孔硅,再用多孔硅作为衬底,溶胶-凝胶进行多孔硅和氧化锌的复合。最终用SEM、XRD以及PL谱对多孔硅/氧化锌复合薄膜进行测试。研究结果表明:（1）金属辅助化学刻蚀成功制备出不同参数的多孔硅衬底,再用溶胶-凝胶成功制备出了不同多孔硅/氧化锌复合薄膜。（2）制备多孔硅过程中沉积溶液银离子浓度选用0.03mol/L,刻蚀时间选用20min,多孔硅/氧化锌复合薄膜选用800℃退火时,复合薄膜表面形貌相对平整,晶粒致密度最佳,衍射峰最强并且出现了c轴择优生长。（3）所有多孔硅/氧化锌复合薄膜在可见光区都形成了光致发光带,呈现白光发射。制备多孔硅过程中沉积溶液银离子浓度选用0.03mol/L,刻蚀时间选用20min,多孔硅/氧化...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氧化锌的晶体结构（灰色球为Zn原子，黑色球为O原子）
为刻蚀的原理图。图2.2金属辅助化学刻蚀制备多孔硅机理图化学反应方程式如下所示：阴极反应（Si/Ag接触面）：+++→+h222222OHHOH（2-4）阳极反应(金属Ag颗粒与混合溶液交界面）：++++→+4e4hi2i22OSOHS（2-5）OHFSHHFOS2622+→+2i6i（2-6）总的反应方程式：↑++→++2622222622HSiFHOHHFOHSi（2-7）2.2金属辅助化学刻蚀法制备多孔硅2.2.1实验试剂和仪器本实验选用的为n型单抛硅片，硅片的尺寸为2英寸，电阻为0.001-50（·cm）。制备多孔硅时所需的药品如下表所示：表2.1金属辅助化学刻蚀法制备多孔硅所需实验药品试剂/药品名称化学式品级质量分数厂商盐酸HCl分析纯37％北京化工厂氢氟酸HF分析纯40％北京化工厂过氧化氢H2O2分析纯30％北京化工厂12
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【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnO纳米棒水热法生长与表征[J]. 夏冬林,闫新政,秦可,李云峰. 硅酸盐通报. 2018(04)
[2]氧钝化硅基ZnO/纳米多孔硅柱状阵列异质结近白光LED的性能[J]. 刘春玲,窦宇,陈琛,王春武,姜文龙. 激光与光电子学进展. 2016(11)
[3]自支撑多孔硅/ZnO复合材料的制备及其超级电容特性[J]. 邢正伟,沈鸿烈,唐群涛,姚函妤,杨楠楠. 复合材料学报. 2016(09)
[4]ZnO纳米结构/多孔硅复合体系的结构和发光特性研究[J]. 张世玉,李清山,李平,马自侠. 鲁东大学学报(自然科学版). 2011(02)
[5]孔隙率对氧化锌/多孔硅光致发光的影响[J]. 齐红霞,赵波. 郑州大学学报(理学版). 2010(04)
[6]氧化锌压敏陶瓷伏安特性的微观解析[J]. 陈新岗,李凡,桑建平. 高电压技术. 2007(04)
[7]水热腐蚀制备多孔硅的研究[J]. 陈乾旺,周贵恩,朱警生,李晓光,张裕恒. 自然科学进展. 1997(06)
[8]硅的湿法化学腐蚀机理[J]. 李和委. 半导体情报. 1997(02)
[9]用脉冲腐蚀制备发光多孔硅[J]. 范洪雷,侯晓远,李喆深,张甫龙,俞鸣人,王迅. 半导体学报. 1995(02)
[10]多孔硅（PS）制备新方法[J]. 杨国伟. 半导体光电. 1993(04)
硕士论文
[1]激光辐照及退火处理对氧化锌薄膜可见光发光性能调控的研究[D]. 聂朦.北京工业大学 2014
[2]ZnO/PS复合体系的微结构和光学特性[D]. 黄新丽.西北师范大学 2012
[3]多孔硅的湿度传感特性研究[D]. 姜涛.华东师范大学 2007
[4]多孔硅形成机理及其荧光特性的研究[D]. 王晓静.曲阜师范大学 2003
本文编号：3356367
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氧化锌的晶体结构（灰色球为Zn原子，黑色球为O原子）
为刻蚀的原理图。图2.2金属辅助化学刻蚀制备多孔硅机理图化学反应方程式如下所示：阴极反应（Si/Ag接触面）：+++→+h222222OHHOH（2-4）阳极反应(金属Ag颗粒与混合溶液交界面）：++++→+4e4hi2i22OSOHS（2-5）OHFSHHFOS2622+→+2i6i（2-6）总的反应方程式：↑++→++2622222622HSiFHOHHFOHSi（2-7）2.2金属辅助化学刻蚀法制备多孔硅2.2.1实验试剂和仪器本实验选用的为n型单抛硅片，硅片的尺寸为2英寸，电阻为0.001-50（·cm）。制备多孔硅时所需的药品如下表所示：表2.1金属辅助化学刻蚀法制备多孔硅所需实验药品试剂/药品名称化学式品级质量分数厂商盐酸HCl分析纯37％北京化工厂氢氟酸HF分析纯40％北京化工厂过氧化氢H2O2分析纯30％北京化工厂12
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【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnO纳米棒水热法生长与表征[J]. 夏冬林,闫新政,秦可,李云峰. 硅酸盐通报. 2018(04)
[2]氧钝化硅基ZnO/纳米多孔硅柱状阵列异质结近白光LED的性能[J]. 刘春玲,窦宇,陈琛,王春武,姜文龙. 激光与光电子学进展. 2016(11)
[3]自支撑多孔硅/ZnO复合材料的制备及其超级电容特性[J]. 邢正伟,沈鸿烈,唐群涛,姚函妤,杨楠楠. 复合材料学报. 2016(09)
[4]ZnO纳米结构/多孔硅复合体系的结构和发光特性研究[J]. 张世玉,李清山,李平,马自侠. 鲁东大学学报(自然科学版). 2011(02)
[5]孔隙率对氧化锌/多孔硅光致发光的影响[J]. 齐红霞,赵波. 郑州大学学报(理学版). 2010(04)
[6]氧化锌压敏陶瓷伏安特性的微观解析[J]. 陈新岗,李凡,桑建平. 高电压技术. 2007(04)
[7]水热腐蚀制备多孔硅的研究[J]. 陈乾旺,周贵恩,朱警生,李晓光,张裕恒. 自然科学进展. 1997(06)
[8]硅的湿法化学腐蚀机理[J]. 李和委. 半导体情报. 1997(02)
[9]用脉冲腐蚀制备发光多孔硅[J]. 范洪雷,侯晓远,李喆深,张甫龙,俞鸣人,王迅. 半导体学报. 1995(02)
[10]多孔硅（PS）制备新方法[J]. 杨国伟. 半导体光电. 1993(04)
硕士论文
[1]激光辐照及退火处理对氧化锌薄膜可见光发光性能调控的研究[D]. 聂朦.北京工业大学 2014
[2]ZnO/PS复合体系的微结构和光学特性[D]. 黄新丽.西北师范大学 2012
[3]多孔硅的湿度传感特性研究[D]. 姜涛.华东师范大学 2007
[4]多孔硅形成机理及其荧光特性的研究[D]. 王晓静.曲阜师范大学 2003
本文编号：3356367
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