P型宏孔硅快速电化学制备及机理研究

发布时间：2021-04-19 14:01

　　宏孔硅是传感器和复合材料领域的研究热点之一,具有低成本、高深宽比、良好的机械性能、较好的吸附性以及与集成电路兼容等优点,对生物医疗、疾病筛查、复合材料开发等具有重要意义和价值。目前制约宏孔硅大规模开发和应用的主要瓶颈是制备效率不高,尤其是高深宽比宏孔结构的制备速率较低。考虑电流密度、腐蚀时间、HF浓度和电阻率等因素对P型宏孔硅腐蚀速率、深宽比值、结构形貌以及孔隙率的作用机制,探索P型宏孔硅快速成孔机理以及掺杂浓度对宏孔形貌的作用机理。主要研究内容及创新点如下:首先,研究了腐蚀时间、电阻率、HF浓度及电解液成分等参数对多孔硅微结构的影响。实验结果表明:增加腐蚀时间并降低HF浓度可增加孔隙率。降低HF浓度可以在低阻硅上,腐蚀出规则宏孔结构;增大电阻率则可有效拓宽制备规则宏孔的参数范围。实验还表明含有DMF的腐蚀液比含有DMSO的腐蚀液更适合制备宏孔结构。其次,系统研究了电流密度、腐蚀时间、HF浓度和电阻率等参量对腐蚀速率以及深宽比的作用情况。结果表明:增大电流密度可以获得不断增加的腐蚀速率和深宽比;延长腐蚀时间则导致腐蚀速率不断下降,深宽比不断增加。增大HF浓度和电阻率可以提高宏孔硅的腐蚀... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 多孔硅概述
        1.1.1 多孔硅分类
        1.1.2 多孔硅制备方法
    1.2 多孔硅应用及机理研究现状
        1.2.1 多孔硅应用国内外研究现状
        1.2.2 多孔硅成孔机理研究现状
    1.3 本论文的选题思路和研究内容
        1.3.1 选题依据
        1.3.2 研究内容
第二章 实验设备及流程
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 宏孔硅制备与表征手段
        2.2.1 实验装置
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 形貌表征
        2.2.4 孔隙率计算
    2.3 预刻蚀结构制备流程及实验设备
        2.3.1 制备流程
        2.3.2 实验设备
    2.4 本章小结
第三章 P型多孔硅孔隙率及形貌研究
    3.1 引言
    3.2样品准备与实验
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 电阻率和腐蚀时间对薄膜孔隙率的影响
        3.3.2 氢氟酸浓度和腐蚀时间对薄膜孔隙率的影响
        3.3.3 电阻率和腐蚀时间对薄膜结构形貌的影响
        3.3.4 氢氟酸浓度和腐蚀时间对薄膜结构形貌的影响
        3.3.5 探索制备优质宏孔结构的氢氟酸浓度范围
        3.3.6 腐蚀液成分对宏孔硅形貌的影响
    3.4 本章小结
第四章 高深宽比P型宏孔硅快速制备机理研究
    4.1 引言
    4.2 样品准备与实验
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 电流密度、腐蚀时间对中阻宏孔硅腐蚀速率、深宽比的影响
        4.3.2 腐蚀时间对中阻宏孔硅腐蚀速率、深宽比及形貌的影响
        4.3.3 氢氟酸浓度对中阻宏孔硅腐蚀速率及形貌的影响
        4.3.4 电阻率对p型宏孔硅腐蚀速率及形貌的影响
        4.3.5 腐蚀时间对高阻宏孔硅腐蚀速率、深宽比及形貌的影响
    4.4 本章小结
第五章 P型宏孔规则阵列快速制备研究
    5.1 引言
    5.2 样品准备与实验
    5.3 电流密度对宏孔阵列腐蚀速率、深宽比及形貌的影响
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术成果
    学术论文
    发明专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of TiO2 Functionalization on Nano-Porous Silicon for Selective Alcohol Sensing at Room Temperature[J]. Priyanka Dwivedi,Saakshi Dhanekar,Samaresh Das,Sudhir Chandra.  Journal of Materials Science & Technology. 2017(06)
[2]多孔硅复合材料的制备与应用研究进展[J]. 杨家乐,沈鸿烈,邢正伟.  微纳电子技术. 2016(12)
[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]阳极氧化条件对多孔硅性质的影响[J]. 崔丹丹,端木庆铎,王国政,杨继凯,王云龙.  光电技术应用. 2015(05)
[5]多孔硅在传感器中的应用研究进展[J]. 孙兰兰,肖巍,刘煌,张艳华,涂铭旌.  材料导报. 2015(13)
[6]新型甲醛多孔硅复合传感器的制备[J]. 王伟,高扬,陶强,刘英姿,张娟琨.  分析化学. 2015(06)
[7]电化学制备多孔硅的工艺对其形貌的影响[J]. 单燕,徐伯庆,陈麟.  光学仪器. 2015(01)
[8]纳米多孔硅可控制备研究[J]. 许高斌,卢翌,陈兴,马渊明.  电子测量与仪器学报. 2014(12)
[9]紫杉醇多孔硅微球的制备及提高渗透性考察[J]. 袁亮亮.  西北药学杂志. 2013(06)
[10]近规整多孔硅电化学制备与表征[J]. 汪婷,黎学明,李武林,文军.  功能材料. 2011(05)

博士论文
[1]多孔硅在碱性溶液中的腐蚀行为研究[D]. 赖川.重庆大学 2014

硕士论文
[1]功能化多孔硅纳米复合物在癌症治疗中的应用[D]. 王宾.南京林业大学 2017
[2]基于多孔硅牺牲层的MEMS电容式压力传感器研究[D]. 奚野.合肥工业大学 2017
[3]多孔硅的制备、含能化填充及活性保持研究[D]. 杨叶.南京理工大学 2017
[4]多孔硅的电化学制备及其性能研究[D]. 眭俊.南昌航空大学 2013



本文编号：3147691