n型Si侧蚀的电学机理研究

本文利用电化学刻蚀的方法在n型Si衬底上制备了不同形貌的多孔硅。扫描电子显微镜观察发现不同刻蚀条件制备的样品呈现腐蚀程度不同但腐蚀方向相同的侧向腐蚀。实验和理论分析表明适当电注入的空穴浓度是形成光滑孔壁的关键,过量注入的空穴在侧壁形成耗尽层,促使体硅少子漂移是侧向腐蚀的主要原因。     

多孔硅在高温退火过程中结构变化的研究

采用电化学腐蚀的方法制备了不同孔径的多孔硅薄膜样品,并在1050℃高温下进行了退火。采用扫描电镜和拉曼光谱对多孔硅退火前后结构的变化进行了观察,根据晶体形核理论分析了孔径变化的机理,并从热力学角度对其微观机制进行了讨论。实验和理论分析的结果均表明,多孔硅的初始孔径存在一个临界值,初始孔径小于此临界值时,孔在高温退火中有收缩的趋势;反之,初始孔径大于此临界值时,孔有变大的趋势。     

用脉冲电化学法在低HF浓度下制备多孔硅的研究

用脉冲电化学阳极氧化的方法在5％的低HF浓度下获得多孔硅。多孔硅的形成和脉冲电场的施加、去除过程中与电解液－硅半导体体系中物理化学过程的变化有关。在施加电场的间隙，由于Si／电解液界面处HF的补充，SiO2的溶解增强，使得在低HF浓度下Si的溶解速率比其氧化速率高，从而导致多孔硅的形成。同时，在高电场作用下，由于产生了高浓度的空穴，使得氧化层变厚，导致在低HF浓度或大电流密度下多孔硅的平均孔径增大。     

直流电化学腐蚀法制备多孔硅的表面形貌研究

采用正交实验，直流电化学腐蚀法制备多孔硅。用原子力显微镜对表面进行观察，研究电化学腐蚀参数对其表面形貌的影响。氢氟酸浓度（CHF）升高，使临界电流密度（JPS）增大，有利于多孔硅的形成。电流密度（J）增大，多孔硅的孔隙率和孔径随之变大，而其纳米粒径将变小。腐蚀时间（t）越长，孔径越大，孔越深。     

电化学阳极氧化条件对阵列多孔硅的影响

采用电化学阳极氧化法,将预光刻图案的p型硅片制备成阵列多孔硅.讨论电化学阳极氧化条件对阵列多孔硅形貌的影响.结果表明:随着HF浓度、电流密度、阳极氧化时间的增大,阵列多孔硅的孔深逐渐加大;当HF:C2H5OH:H2O(体积比)为1:1:1～1:2:5,电流密度为1.56mA/cm2,阳极氧化时间为3h时,制备出的阵列多孔硅具有比较规整的阵列孔,并且孔深能够达到50pm;表面活性剂对阵列孔的形成有很大影响,加入表面活性剂后形成的孔才具有一定的规整性以及深宽比.     

化学刻蚀法制备多孔硅的表面形貌研究

本工作首先采用化学刻蚀法制备出各种特征的多孔硅，然后通过扫描电镜技术，对多孔硅的表面形貌进行了表征，并分析了多孔硅表面微结构的形成过程。     

化学刻蚀法制备多孔硅的表面形貌研究

本工作首先采用化学刻蚀法制备出各种特征的多孔硅,然后通过扫描电镜（ＳＥＭ）技术,对多孔硅的表面形貌进行了表征,并分析了多孔硅表面微结构的形成过程     

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。     

利用超临界二氧化碳制备聚己内酯/聚乙二醇多孔支架材料

采用超临界二氧化碳技术与聚合物共混相结合的方法,制备了组织工程多孔支架。通过熔融共混的方法制备具有共连续结构的聚己内酯/聚乙二醇(PCL/PEG)共混物,在超临界二氧化碳中对PCL/PEG共混物进行粗化处理,最后选择蒸馏水作为刻蚀溶剂选择性刻蚀得到多孔支架。系统研究了温度、压力、时间对支架孔径的影响。实验结果表明,随着处理温度、压力的提高以及时间的延长,多孔支架的孔径增大。由于超临界二氧化碳的引入,可以在更低温度下实现PCL/PEG共混物的退火处理,有利于降低材料的降解。并且由于选用了水溶性聚合物作为刻蚀相,在支架的制备过程中完全避免了有机溶剂的使用。     

木材陶瓷化反应机理的研究

研究了木材制备ＳｉＣ陶瓷的反应过程及熔融硅与多孔木炭反应的机理．结果表明,木材制得的ＳｉＣ陶瓷的最终组织取决于渗硅处理温度．较低温度下形成碳化硅多孔材料,较高温度下形成 Ｓｉ／ＳｉＣ复相致密材料．分析指出,木材制备 ＳｉＣ陶瓷中 Ｓｉ／Ｃ反应的大致过程为：熔融硅沿木炭毛细管壁上升,同时与接触的碳反应形成碳化硅,碳化硅层不断向碳层推进直至多孔碳骨架完全转化为碳化硅．生成的碳化硅在反应后期会发生再结晶,最终组织形态表现为多边形大颗粒碳化硅分布在自由硅基体上．     

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。     

纳米孔氮化镓材料的制备和研究

介绍了一种在氮化镓外延片表面制备得到孔径为纳米量级的多孔结构的工艺.用电化学方法制备出孔径为纳米量级的多孔阳极氧化铝模板作为掩模,经过电感耦合等离子体(ICP)刻蚀制备得到纳米孔氮化镓材料.孔的大小和孔间距可以通过改变阳极氧化条件来控制,改变刻蚀时间可以控制孔深.刻蚀所用气体为氯气和惰性气体的混合物.扫描电镜照片显示,掩模图形能够很好地转移到GaN材料上.刻蚀后的材料经光荧光谱(PL Spectra)谱和Raman散射谱测试,显示出良好的光学特性,并在一定程度上释放了应力.     

采用原电池法制备纳米多孔硅

利用原电池法在硅片表面制备了纳米多孔硅层；用扫描电镜SEM和原子力显微镜AFM观察了多孔硅表面形貌：原电池法与电化学法得到的多孔硅孔径均在10～20nm范围．研究结果表明：铂膜电极厚度的增大以及铂膜电极与暴露硅片面积比的增大，会导致多孔硅层的厚度增大．热学模拟结果表明：以纳米多孔硅作为绝热层可获得与悬浮结构相同的效果．     

硝酸银水溶液处理新生多孔硅的研究

n型单晶硅经光电化学阳极刻蚀成多孔硅.研究了多孔硅经硝酸银(AgNO3)水溶液浸泡前后样品的光致发光(PL)性质,实验发现,浸泡很短时间内多孔硅发光强度增强,浸泡时间较长的样品发光强度会衰减直至猝灭,且浸泡液浓度越大荧光衰减越明显.通过扫描电子显微镜(SEM),傅立叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)的检测显示,AgNO3水溶液浸泡的多孔硅样品表面有金属银析出.光致发光增强是多孔硅表面形成Si-O结构所致,荧光猝灭是因为银在多孔硅表面形成大量非辐射复合中心.     

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．     

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...     

鼠李糖脂碳吸附剂的制备及其吸附性能的研究

以蔗糖和硅酸钠分别作为碳、硅凝胶的前驱体, 经溶胶-凝胶反应形成硅凝胶和蔗糖聚合物的混合网络结构, 高温炭化后将二氧化硅刻蚀去除, 制备了一种以中孔径为主的多孔碳材料, 其孔径可以通过反应条件的改变控制在8~25nm范围内, 经过扫描电子显微镜的观察以及低温氮气吸附等温线分析发现, 在蔗糖/硅摩尔比为0.33、溶胶pH值为3、凝胶温度为80℃、炭化温度为850℃时, 所制得的中孔碳BET表面积为597.63 m²/g、孔容及中孔率好, 对鼠李糖脂有良好的吸附性.     

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30 mA恒定电流的条件下,硅纳米线的平均制备速率可达308 n...     

应用于微电子机械系统中多孔硅的研究

针对多孔硅在MEMS中作为牺牲层和绝热层的应用,主要研究了电化学腐蚀法制备多孔硅的实验条件与多孔硅深度及其孔隙率间的关系,实验发现电化学腐蚀法制备多孔硅的腐蚀速率在腐蚀前期阶段基本是一定值(电流密度为80mA/cm2时为1.3μm/min,电流密度为40 mA/cm2时为0.4μm/min),但到腐蚀后期阶段随着孔深的增加有所下降.同时发现对于不同的腐蚀电流密度,多孔硅的孔隙率都有随腐蚀时间的延长先增加后降低的趋势,用Beale模型可以很好的解释这一现象.最后,针对多孔硅在制备后易发生龟裂的现象,用拉曼光谱分析了多孔硅的内部应力情况,结果表明随多孔硅孔隙率的上升其内部残余应力有增加的趋势.     

采用聚醚酯制备多孔支架的条件控制

采用热致相分离(TIPS)结合冷冻干燥技术制备了聚醚酯(聚对苯二甲酸丁二醇酯-co-聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯-b-聚乙二醇)(PTCG)多孔支架,研究了聚合物质量浓度、粗化温度和溶剂组成等相分离参数对多孔支架形貌结构的影响.结果表明,制备出的多孔支架孔间相互贯通,支架表面(与空气接触面)的孔径大于底面(与玻璃接触面)的孔径;随着聚合物质量浓度的增大,支架的孔径和孔隙率减小.由于分相过程中热力学推动力增大和相区融合阻力增加的相互作用,孔径随着粗化温度的降低呈现先升后降的趋势,并在0℃时出现最大值.在DO中加入不良溶剂H2O,溶液分相温度的升高导致多孔支架孔径的增大.通过控制相分离参数可以制备不同形貌结构的PTCG多孔支架.