全球旧事资料 分类
金属催化剂,利用氧化物辅助生长机理,也可以制得硅纳米线。Lee11~12等采用SiO2与Si的混合物作为靶材,于特定温度采用激光烧蚀,硅原子堆积到饱和状态后,开始延某一特定方向析出硅原子,从而形成微米长度的硅纳米线13。
2化学气相沉积法
化学气相沉积法(CVD)是利用含有所需制备元素的一种或几种气相单质或化合物在衬底表面上发生化学反应合成纳米材料,是目前制备高质量硅纳米线应用最多的方法之一。CVD法最早由Wag
er和Ellis于1964年提出14。后经学者不断研究,其生长机理(VLS)逐渐完善。该法首先通过热蒸发等方式在硅衬底表面沉积一层金属纳米粒子催化剂(如Au,Cu),在一定温度和真空度下通入硅的前驱体(SiCl4,SiH4),在衬底上生长硅纳米线。
CVD法制硅纳米线工艺简单,通过控制金属纳米催化剂粒子大小以及硅纳米线的生长条件,可以生长出不同直径,长度和不同掺杂浓度的硅纳米线。SHofma
15等利用不同厚度的Au膜得到了不同直径与长度的硅纳米线。但是,由于采用Au作为催化剂会在高温下的生长过程中沾污Si,影响其电学性能。Kayer16等人利用Cu作为金属催化剂,Cu较Au对Si的少子寿命影响较小,因而能得到电学性能更好的硅纳米线。
CVD法的另外一个缺点是不能制备出固定方向的硅纳米线。UGosele17,18等采用模版法利用阳极氧化铝(AAO)模版,将金属催化剂沉积于模版的孔洞中,硅纳米线的生长方向限制为孔洞方向。在生长出硅纳米线后利用磷酸除去AAO模版,只保留有序的硅纳米线。
3热蒸发法
热蒸发法又称热气相沉积法,这种方法简单易行,产量较大,且一般不采用金属催化剂,有效避免了金属对硅的沾污。此法通常采用硅及硅氧化物作为硅源,在高温管式炉中通过控制炉体温度来控制硅源的升华速度,在不同温度下可获得不同形状的硅纳米线。Zha
g19等在1200℃下,以SiO为原料,Ar气作为载气和保护气,以一定流速通过管式炉,在920~950℃处沉积合成了大量硅纳米线。
4金属辅助化学腐蚀法
金属辅助化学腐蚀法,即MACE,属于一种自上而下的制备方法。1997年,Dimova20等发现在HF,HNO3以及H2O组成的溶液中放入沉积有铝膜的硅衬底,硅衬底的铝使得刻蚀出多孔硅的时间缩短很多。后经Li和Boh
21研究,进一步发现Au,Pt等贵金属也能加快硅衬底的刻蚀速度。在2002年Pe
g22等人通过将硅片放入HFAGNO3混合溶液或者是带有Fe(NO3)的HF混合液得到了有序排列的硅纳米线。
(a)金属辅助化学腐蚀法示意图
f龙源期刊网httpwwwqika
comc
(b)制备得到的硅纳米线r
好听全球资料 返回顶部