图案化厚膜多孔硅制备与表征

图案化多孔硅是微电子、微机械、光电子器件的重要组成部分.实验以含Si3N4保护层的光刻单晶硅片为基底,采用电化学阳极氧化法制备图案化厚膜多孔硅,分析阳极氧化前后Si3N4保护层表面形貌变化特征和光刻尺寸对图案化多孔硅宽度、膜层厚度的影响规律,表征图案化多孔硅的结构、组成与发光性能.结果表明,氧化前Si3N4保护层局部区域出现枝晶,阳极氧化后形成不均匀孔状结构;制备的图案化多孔硅膜厚62～83μm,其横向扩展程度和膜层厚度均随光刻尺寸增大呈减小趋势;图案化多孔硅微结构含大量不规则裂纹和硅柱,新鲜制备的表面含Si-Hx键,其光致发光峰值波长650nm.     

纳米多孔硅的电化学制备及性能研究

纳米多孔硅是一种潜在的化学和生物传感材料,本文采用电化学腐蚀法制备纳米多孔硅。采用SEM技术分析多孔硅的表面形貌,研究了腐蚀条件对多孔硅的孔隙率、厚度、I-V特性的影响。结果表明,多孔硅的孔隙率随着腐蚀电流密度和腐蚀时间的增加而呈线性增大趋势;其厚度随着腐蚀电流密度的增加而近似呈线性增大趋势,随腐蚀时间的成倍增加而显著增大;其I-V特性表现出非整流的欧姆接触。     

纳米多孔硅粒子透明隔热材料

日本精细陶瓷中心开发出了热传导率极小的多孔SiO2（二氧化硅）粒子。该粒子具有多孔性质,因此热传导率非常低。并分为不透明和透明两种类型。不透明型可用于墙壁等的隔热,透明型可用于建筑物、火车及汽车的玻璃窗。该公司在2009年2月18-20日于东京有明国际会展中心举行的“nano tech 2009国际纳米科技综合展”的NEDO展区展出该材料。     

CDC法制备纳米多孔碳研究进展

纳米多孔碳具有很多优良的性能, 如优异的生物相容性、高导电性、高比表面积等, 可应用于电极材料、吸附、分离、催化剂载体等领域。碳化物衍生碳法(Carbide-derived carbons, CDC)在制备纳米多孔碳方面具有比表面积大范围可调、孔结构和石墨化程度精确可控、成本低、保持原有碳化物形态等优点, 逐步引起了材料研究者的重视。本文从CDC工艺原理出发, 重点概述了CDC工艺的最新研究进展, 并介绍了其在超电容电极材料、吸附等领域中的应用情况, 最后针对CDC工艺的不足, 对其未来发展进行了展望。     

电催化金属辅助化学刻蚀法制备硅纳米线/多孔硅复合结构

量子限制效应使硅纳米线具有良好的场致发射特性,结合多孔硅的准弹道电子漂移模型可提高场发射器件的性能。传统的金属辅助化学刻蚀法制备硅纳米线的效率较低,本研究在传统方法的基础上引入恒流源,提出电催化金属辅助化学刻蚀法,高效制备了硅纳米线/多孔硅复合结构。在外加30mA恒定电流的条件下,硅纳米线的平均制备速率可达308nm/min,较传统方法提升了173%。研究了AgNO₃浓度、刻蚀时间和刻蚀电流对复合结构形貌的影响规律;测试了采用电催化金属辅助化学刻蚀法制备样品的场发射特性。结果显示样品的阈值场强为10.83 V/μm,当场强为14.16 V/μm时,电流密度为64μA/cm²。     

脱合金化法制备纳米多孔铂合金的研究进展

纳米多孔金属由纳米尺度的孔隙和金属韧带组成,具有三维双连通的网络状结构,兼具纳米材料和金属材料的双重特性,在催化、传感和药物输送等领域具有广阔的应用前景。脱合金化法操作简单,工艺流程短,成本相对较低,是制备纳米多孔金属的常用方法。目前,利用脱合金化法制备的纳米多孔Pt合金因其对甲醇氧化和氧还原反应具有优异的催化活性而备受关注,有望在燃料电池等相关领域实现应用。近年,研究学者不断丰富纳米多孔Pt合金的合金体系,通过优化合金成分和脱合金化工艺对其结构和性能进行调控,发展出多种形态的纳米多孔Pt合金,系统调查了前驱体的结构和成分、脱合金工艺参数对纳米多孔Pt合金的组织结构、形貌和性能的影响,并对纳米多孔形成和优异性能的机理进行了广泛的研究。利用脱合金化法制备的纳米多孔Pt合金具有多种形态,如低维的纳米颗粒、纳米花、纳米线和薄膜以及三维的纳米多孔带材等。低维的纳米多孔Pt合金因其更大的比表面积和纳米尺寸效应而具有更为突出的催化活性,而三维的纳米多孔带材具有均匀的纳米多孔结构,且克服了低维合金易团聚的问题。通过调整前驱体合金的化学成分和组织结构,改变脱合金化工艺参数,以及对纳米多孔合金进行退火处...     

纳米多孔金属的制备方法研究进展

综述了去合金化法和模板法2种制备纳米多孔金属材料的方法.以多孔金的制备为代表.进行了较详细的介绍.比较2种制备方法得出,模板法简单方便、可控性良好,应用更加广泛;模板法包括AAO模板/PC模板法、蛋白石/反蛋白石结构模板法以及氢气模板法等.通过模板法能够获得分布有序的多孔结构,且孔间的联通性较好,是一种制备纳米多孔材料的重要方法.     

脱合金法制备纳米多孔金研究进展

纳米多孔金作为一种重要的结构功能材料,在过滤、催化剂载体、传感器、光催化、微流体及分离等方面有着巨大的应用前景。文章综述了纳米多孔金的制备方法。一脱合金法以及最新进展,介绍了脱合金的原理、纳米多孔金的性能以及将来的应用领域     

发光多孔硅的制备及其电化学成膜机制研究

研究了阳极氧化法制备多孔硅的工艺，表面形貌及电化学成膜机制。     

静电纺丝法制备纳米多孔氧化物的研究进展

简要阐述了静电纺丝法制备纳米多孔氧化物的基本原理,归纳分析了近年来已成功制备出的几种纳米多孔氧化物的材料特性和制备方法,总结了静电纺丝工艺参数对制备多孔氧化物的结构和形貌的影响规律,包括聚合物及其溶液性质,电压、电极间距、液体流速等纺丝条件,以及环境等因素。详细介绍了近几年国内外静电纺丝纤维在过滤及个体防护、传感器、自清洁和催化载体及其他一些特殊领域中的研究现状和静电纺丝的两种新方法、新技术,并对其技术发展方向及产业化前景进行了分析预测。     

电偶腐蚀法制备多孔硅的研究EI

用电偶腐蚀法制备多孔硅,主要研究了铂电极的优化制备工艺以及腐蚀条件对多孔硅厚度的影响,并且结合SEM,AFM等测试手段对所制备的多孔硅的表面形貌进行了分析。实验发现,在相同的腐蚀条件下,多孔硅的厚度随铂电极的厚度以及铂电极与腐蚀硅片的面积比的增大而增大。     

碳化硅纳米晶须的制备技术

论述了碳化硅纳米晶须的反应机理和各种制备技术，指出用二元净炭质－硅溶胶或树脂热解碳和SiO2微粉为原料，以连续式常规加热炉或间歇式双重加热炉为加热设备可实现碳化硅纳米晶须的规模化生产。     

由有机-无机混杂先驱体制备SiC纳米微粉

以工业硅溶胶和水溶性酚醛树脂为原料合成了有机-无机混杂先驱体,经过高温热处理,利用碳热还原反应制备了碳化硅纳米微粉,研究了先驱体的热分解过程以及制备工艺对产物组成结构的影响.结果表明产物为纯度较高的纳米碳化硅粉末与碳化硅晶须的混合物.     

Highly Porous Silicon Membranes Fabricated from Silicon Nitride/Silicon Stacks

Nanopore formation in silicon films has previously been demonstrated using rapid thermal crystallization of ultrathin (15 nm) amorphous Si films sandwiched between nm‐thick SiO₂ layers. In this work, the silicon dioxide barrier layers are replaced with silicon nitride, resulting in nanoporous silicon films with unprecedented pore density and novel morphology. Four different thin film stack systems including silicon nitride/silicon/silicon nitride (NSN), silicon dioxide/silicon/silicon nitride (OSN), silicon nitride/silicon/silicon dioxide (NSO), and silicon dioxide/silicon/silicon dioxide (OSO) are tested under different annealing temperatures. Generally the pore size, pore density, and porosity positively correlate with the annealing temperature for all four systems. The NSN system yields substantially higher porosity and pore density than the OSO system, with the OSN and NSO stack characteristics fallings between these extremes. The higher porosity of the Si membrane in the NSN stack is primarily due to the pore formation enhancement in the Si film. It is hypothesized that this could result from the interfacial energy difference between the silicon/silicon nitride and silicon/silicon dioxide, which influences the Si crystallization process.     

多孔TiO2光催化纳米薄膜的制备和微观结构研究

锐钛矿型多孔ＴｉＯ_２纳米薄膜可以从含聚乙二醇（ＰＥＧ）的钛酸盐溶胶前驱体中通过溶胶-凝胶法制备．涂层的形貌,如孔的大小和孔的分布可以通过聚乙二醇的加入量和分子量来控制．当聚乙二醇的加入量和分子量越大,聚乙二醇热分解后在薄膜中产生的气孔就越多和孔径越大．随着ＴｉＯ_２薄膜中气孔孔径和数量的增加,光的散射增强,薄膜的透光率减小．通过扫描电镜（ＳＥＭ）和重量法测定了薄膜的厚度,每镀一次薄膜的厚度增加约为０．０８μｍ．通过Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和红外光谱（ＩＲ）确定了多孔ＴｉＯ_２纳米薄膜中元素的化学组成和表面羟基含量．实验结果表明：薄膜中除含有Ｔｉ、Ｏ元素外,还有一定量来自有机前驱物中未完全燃烧的碳和少量从玻璃表面扩散到薄膜中的Ｎａ和Ｃａ元素;同时发现薄膜表面的羟基含量随聚乙二醇的加入量的增加而增加     

多孔TiO2光催化纳米薄膜的制备和微观结构研究

锐钛矿多孔ＴｉＯ２纳米薄膜可以从含聚乙二醇（ＰＥＧ）的钛醇盐溶胶前驱体中通过溶胶＝凝胶法制备。涂层的形貌,如孔大小和分布可以通过聚乙二醇的另入量和分子量来控制,当聚乙二醇的加入量和分子量越大,聚乙二醇热分解后在薄膜中产生的气孔就越多和孔径越大,随ＴｉＯ２ 气孔孔径和数量的增加,光的散射增强,薄膜的透光率减小,通过扫描电镜（ＳＥＭ）和重法测定了薄膜的厚芳,每镀一镒的厚度增加约０．０８μｍ,通过Ｘ射线     

基于热绝缘的多孔硅技术及其在微传感器中的应用

介绍了多孔硅的热导率特性以及孔径、孔隙率、热处理等因素对其影响.分析了目前基于热绝缘的多孔硅制备技术发展现状,着重对阶梯电流法和脉冲电流法进行了介绍和比较, 认为脉冲电流法因为其特殊的优势,将在以后的发展中得到更广泛的应用.多孔硅由于其热绝缘特性以及技术优势,已经在微传感器领域得到广泛的应用.     

纳米氧化铝有序多孔膜制备工艺研究

为了获得大面积有序孔排列以及不同孔径的氧化铝膜,采用二次阳极氧化法可制备大面积有序铝阳极氧化多孔(AAO)膜,着重研究氧化电压、氧化时间、电解液浓度以及扩孔时间对AAO膜孔径大小、膜层厚度和形貌结构的影响,用X射线粉末衍射(XRD)仪进行物相分析,利用扫描电子显微镜(SEM)表征多孔膜的形貌.结果表明,在700 ℃以下条件下AAO膜以无定形态存在,经800 ℃退火后无定形氧化铝转化为γ-Al2O3,多孔膜随电压和电解液浓度增加而增大,经H3PO4溶液扩孔后可获得较大孔径模板,扩孔时间与孔径变化呈近似线性关系.为满足应用需求的AAO膜的制备提供了依据.     

MEMS中多孔硅绝热技术

主要介绍了多孔硅的制备方法(化学法、电化学法及原电池法等)、多孔硅导热系数测试的几种常用手段(温度传感器法、显微拉曼散射法及光声法等)、导热系数的理论模型及影响因素．此外,采用不同方法制备了多孔硅样品,分析了其表面形貌并用显微拉曼光谱法测定了导热系数．结果发现,化学法制备的多孔硅孔径尺寸大于微米量级,而利用大孔硅电化学和原电池法得到的样品孔径尺寸小(约20nm),属于介孔硅．由于腐蚀条件的不同,多孔硅的孔隙率和厚度也不同,多孔硅的导热系数随孔隙率和厚度的增大而迅速减小．     

多孔硅基热敏薄膜的制备与性能

对MEMS用具有绝热性能的多孔硅基底上沉积的热敏感薄膜进行了研究．首先用电化学方法制备多孔硅,分别在多孔硅基底和硅基底上通过溅射镀膜方法沉积氧化钒、Cu、Au热敏薄膜,测试多孔硅基底和硅基底上的氧化钒及金属薄膜电阻的热敏特性．结果表明,在多孔硅基底表面沉积的热敏薄膜具有与硅基表面热敏薄膜同样的热敏特性且表现出更高的灵敏度;此外,对沉积在不同制备条件得到的多孔硅上的氧化钒薄膜电阻热敏特性进行比较,发现随着孔隙率和厚度的增加,多孔硅的绝热性能提高,其上沉积的氧化钒薄膜电阻热敏特性增强．