HCl浓度对多孔硅微结构及Si-H键合的影响

采用电化学湿法刻蚀制备了P型多孔硅,通过改变HCl溶液浓度来调整刻蚀液中的氢离子浓度。制备出的多孔硅孔径相同,孔深随着氢离子浓度的提高呈线性增大直至恒定。基于电流突发模型阐述了结构参数的变化:孔径的形成开始于刻蚀的初始阶段,空穴主导了初始阶段的腐蚀,空穴的迁移与消耗过程就是孔径扩张和孔壁形成的过程,该过程与硅片本身的性能密切相关,与氢离子浓度无关,故孔径基本恒定;氢离子浓度的提高加快氢的置换反应直至平衡,从而使反应总速率提高直至恒定,因此孔深先线性增大然后保持恒定;Si-H含量在一定范围内与孔深的变化吻合呈现上升趋势,且键合形式以Si-H2为主。     

阳极氧化电流密度和时间对多孔硅形貌和电子发射特性的影响

为了应用于场发射显示器,采用电化学阳极氧化,快速热氧化和磁控溅射等方法制备出了金属/多孔硅/硅基底/金属结构的多孔硅电子发射体,并运用扫描电子显微镜观察了多孔硅的微观形貌,结果发现多孔硅的孔径随着电化学阳极氧化电流密度的增加而增加,多孔硅层的厚度随着阳极氧化电流密度和时间乘积的增加而增加。在真空系统中测量了多孔硅的电子发射特性,电子发射的阈值电压Vth随着多孔硅层厚度的增加而增加;最大的发射效率η为7.5‰,此效率出现在孔径6~16 nm,多孔硅层厚度为11.06μm的样品中,对应的器件电压Vps为30V。     

一种新型光学传感器的理论和实验研究

当多孔硅处于有机物蒸汽环境时,由于自身的多孔结构和巨大的比表面积,有机物蒸汽分子将迅速地吸附到多孔硅的表面,并在多孔硅的孔内发生毛细冷凝作用,这将引起多孔硅层有效折射率的变化,从而导致多孔硅微腔反射谱透射峰峰位的变化.本文主要利用Bruggeman介电常数近似理论与光子晶体传输矩阵的方法,建立了多孔硅微腔的理论传感模型.使用光学实验装置对多孔硅微腔进行了传感实验,证明多孔硅微腔可以实现对有机物蒸汽分子种类的检测,且分辨率较高,响应时间和恢复时间短,可重复性好.     

硅基含能材料爆炸性能研究

采用电化学双槽腐蚀法在P型单晶硅片表面生长多孔硅膜。通过扫描电镜（SEM）、能量色谱（EDS）对多孔硅结构参数以及多孔硅含能材料性能进行了分析,同时进行了爆炸性能测试。结果表明：采用电化学腐蚀法可以制备出20nm左右孔径的多孔硅膜;通过原位装药技术形成的多孔硅含能材料在开放空间以及热能、机械撞击、电能、激光能量刺激下发生猛烈爆炸作用。     

Al~(3+)浓度对Ce~(3+)掺杂高硅氧玻璃发光性能的影响

为分析高硅氧玻璃中Al~(3+)对Ce~(3+)发光性能的影响,提高稀土掺杂高硅氧玻璃的发光效率,从理论与实验两个方面出发分析了高硅氧玻璃制备过程中Al~(3+)浓度对Ce~(3+)掺杂量的影响,并结合高硅氧玻璃吸收与发射光谱变化研究了Al~(3+)浓度对Ce~(3+)发光性能的影响机理。结果表明,纳米多孔玻璃孔径为7.74nm时,溶液中少量共掺Al~(3+)可明显降低Ce~(3+)掺杂量,减少稀土离子浓度猝灭现象,提高Ce~(3+)发光强度;但大幅增加Al~(3+)浓度时,Ce~(3+)掺杂量与发光强度基本不变。这是由于纳米多孔玻璃孔径较大时,其表面吸附的稀土离子含量远小于孔径中扩散的稀土离子含量,故若想通过增加Al~(3+)浓度来提高Ce~(3+)发光强度,则需要增大纳米多孔玻璃的比表面积或表面羟基浓度。     

高度有序多孔阳极氧化铝模板的制备

为了得到纳米孔排列高度有序的多孔阳极氧化铝模板,以0.3 mol·L-1的草酸为电解液研究了模板的制备工艺.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对多孔氧化铝模板的表面形貌进行表征,X射线衍射分析高纯铝及氧化膜的结构.实验结果表明,铝基体不经过高温退火处理,同样能够得到高度有序的氧化铝膜,简化了多孔氧化铝膜的制备工艺.分别讨论了阳极氧化电压和电解液温度对多孔阳极氧化铝膜的形貌及孔径的影响,并对一步法和两步法制得的多孔氧化铝膜进行比较,结果表明,两步阳极氧化法制备的多孔氧化铝模板的有序性优于一步氧化法.XRD分析证实,多孔氧化铝膜由非晶态的Al2O3组成.     

多孔铝在不同介质中的吸声性能

本文采用负压渗流法制备了多孔铝，分别利用驻波管法和脉冲管法测量了它在空气和水中的声吸收系数，并考查了多孔铝的孔结构对吸声性能的影响。研究发现多孔铝的吸声系数随孔径的减小和试样厚度的增加而增大，当孔隙率达到某一临界值时，可获得最佳吸声效果。     

超临界CO_2诱导相分离制备聚己内酯三维多孔支架的实验研究

三维多孔支架在组织工程中有重要用途,采用超临界流体技术——超临界CO2诱导相分离工艺制备聚己内酯（PCL）三维多孔支架,研究其可行性及工艺条件对三维多孔支架孔结构及其尺寸的影响。采用自行设计的实验装置,改变初始浓度、CO2压力和温度等工艺参数制备出不同孔径的PCL三维多孔支架。通过扫描电镜观察支架形貌,利用Image-Pro-Plus软件分析支架的平均孔径与孔径分布。结果表明,利用超临界CO2诱导相分离工艺可以制备PCL三维多孔支架,支架的平均孔径在40～80μm之间,孔径分布较好;随着初始浓度的增大和温度的减小,支架的孔径减小;压力对孔径的影响不大。通过对超临界CO2/丙酮/PCL三元体系的相平衡热力学计算,对实验结果进行了定性解释。     

近规整多孔硅电化学制备与表征

电化学阳极氧化条件对多孔硅孔排列的规整度有着显著的影响.提出了一种不需阳极氧化铝模板或预图案化而直接制备近规整多孔硅的电化学方法,分析了氧化时间、电解液组成、HF浓度对多孔硅形态的影响.结果表明,随着阳极氧化时间的增加,多孔硅孔的深度逐渐加大,孔径则呈先增大后稳定的趋势.当氢氟酸(40%)与N-N-二甲基甲酰胺(DMF...     

电化学腐蚀多孔硅表面形貌的结构特性

多孔硅作为微电子机械系统中重要的热绝缘层和牺牲层材料，其表面形貌结构特性是影响多孔硅上薄膜器件性能的重要因素，为此，利用双槽电化学腐蚀方法制备了多孔硅薄膜，并通过原子力显微镜和场发射扫描电子显微镜对制备多孔硅的表面形貌和孔径大小分布进行了观察．结果发现：腐蚀初期，在硅表面会有大量的硅柱形成，硅柱的直径、高度、分布密度与电流密度成正比关系；硅柱在进一步腐蚀过程中会消失，多孔硅的表面粗糙度随着腐蚀的进行，先减小再增大，最后达到稳定值0．52nm；多孔硅孔径大小分布区间随腐蚀时间增加变窄．