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.     

硅的阳极氧化研究——多孔硅的制备及其发光机制

评介了阳极氧化方法制备多孔硅（Ｐｏｒｏｕｓ Ｓｉｌｉｃｏｎ）的工艺，讨论了多孔硅的形貌及发光机制。     

多孔硅的微结构及其冷阴极的电子发射特性研究

采用电化学腐蚀法在n型单晶Si基底上制备多孔硅(PS)膜,利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析其微结构特征,研究了硅基底材料、腐蚀电流密度和腐蚀时间等制备条件和工艺参数对PS微结构的影响。实验结果表明,轻掺杂n型Si基底上形成的PS膜(n--PS)中的孔较深且孔径较大,而重掺杂n型Si基底上的PS膜(n+-PS)中的孔分布较为密集,而且呈多分枝结构;腐蚀电流密度相同时,PS的膜厚和腐蚀时间成正比,而在较高的腐蚀电流密度下制备得到的PS膜在结构上更为疏松。制作了基于n+型硅基底的PS阴极,此阴极的阈值电压约为14 V,高于该电压后发射电流随着二极管电压提高而呈指数性增加趋势,而且发射电流对环境气压不敏感,即使在0.1 Pa的低真空中也没有明显的衰减。     

多孔硅的场发射特性研究

多孔硅是一种很有前途的场发射材料,研究多孔硅的场发射有着实际的意义.模仿制备了具有弹道电子发射的特殊结构的多孔硅,测试了其场发射性能,比较了腐蚀电流逐渐变小所制备的多孔硅与腐蚀电流不变所制备的多孔硅的场发射性能,发现前者是提高场发射性能的一种有效方法.     

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。     

钴钝化多孔硅的制备及其场发射特性研究

采用化学染色腐蚀法在Co(NO3)2 和HF酸组成的腐蚀液中制备了钴钝化多孔硅,其表面形貌由垂直于表面分布的尺度为0.5~1.5μm 的硅尖组成,部分硅尖顶端还有0.1~0.5μm的圆形孔洞,硅尖的面密度约为1.0×108 个/cm2,多孔硅层厚度约为2μm。XPS分析结果表明,钴原子仅存在于多孔硅表面非常薄的一层内。其场发射具有较好的可靠性和可重复性,开启场强一般为2.3V/μm 左右,场强为5.4V/μm时,亮点均匀而且密集,发射电流密度达到30μA/cm2 左右。     

阳极氧化时间对二氧化钛纳米管阵列形貌的影响

采用电化学阳极氧化法,以乙二醇体系作为电解液,在60V的直流电压下,在纯钛基底表面制备高度有序的TiO2纳米管阵列,通过改变氧化时间来探究其对TiO2纳米管阵列形貌的影响。运用XRD、SEM分别对TiO2纳米管阵列的结构、形貌特征进行表征。结果表明,氧化时间对TiO2纳米管的管壁厚度、管径以及管长均有影响;氧化时间为2～2.5h时,所得到的二氧化钛纳米管管壁约为10nm、管径约为200nm、管长为2～3μm。     

退火温度对多孔阳极氧化铝膜形貌的影响

采用二次阳极氧化法制备了有序的氧化铝膜,于800℃、900℃和1000℃对氧化铝膜进行退火处理,经X射线衍射检测发现,其晶相结构由γ-Al2O3向θ-Al2O3结构转变,而且由于相变不彻底导致多晶相结构并存。比较了3种不同的退火温度对氧化铝膜表面有序孔的影响,提出了对于内嵌入氧化铝膜的前驱体材料的退火条件,即退火温度不宜太高,退火时间不宜太长。     

用氧化多孔硅作牺牲层制备悬空微结构

提出一种新的牺牲层工艺。先将阳极氧化生成的多孔硅在300℃的氮气氛下进行退火以稳定其多孔结构，然后将其在700℃下氧化成为具有多孔结构的二氧化硅。用氧化的多孔硅材料作为牺牲层材料，既可以保留多孔硅牺牲层材料释放迅速的优点，又克服了多孔硅在释放时的局限性。实验运用氧化的多孔硅材料作牺牲层成功制备了悬空振膜和悬臂梁结构。     

Preparation and Analysis of Porous Anodic Alumina Template on Silicon Substrate

Porous anodic alumina (PAA) template is widely used to prepare ordered nanostructure materials. But conventional PAA templates have been restricted for application in micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology due to limitations such as shape and brittleness. In this article, a novel process of fabricating alumina porous template based on silicon wafer is described. Porous alumina films were formed by two-step anodization of aluminum layers sputter deposited on silicon wafer. The pore diameters range from 80 to 100 nm. The Pilling–Bedworth ratio of Al/Al₂O₃ was measured and calculated. Thickness of PAA template can be precisely controlled. This research provides an effective tool to nanofabrication in MEMS technology.     

永冲电化学腐蚀制备n型多孔硅及其发光性能

采用脉冲电化学腐蚀法,以n型单晶硅为衬底制备多孔硅（n—PS）,通过扫描电镜（SEM）、室温500—700nm范围内荧光光谱,系统研究腐蚀时间、占空比和脉冲频率对n-PS的结构形貌和可见光区室温光致发光特性（PL）的影响,结果表明,相比直流电化学腐蚀方法,脉冲腐蚀能获得孔径分布均匀且发光强度更高的多孔硅;随腐蚀时间、占空比和脉冲频率等腐蚀条件的变化,其发光峰位及发光强度均有明显改变;当等效腐蚀时间为30min、占空比为0．5、脉冲频率为10Hz时,制备的n—PS的PL强度较高,发光性能较好。     

热处理对单壁碳纳米管场发射的影响

将单壁碳纳米管组装于W针尖 ,对它进行热处理 ,得到单壁碳纳米管在不同温度去气时的残气质谱图和热处理后的场发射特性曲线。通过对不同温度去气后的I U特性曲线的Fowler Nordheim直线斜率的变化 ,结合残气质谱图的分析 ,研究热处理对单壁碳纳米管场发射特性的影响 ,并对其机理进行了初步讨论     

后栅极场发射显示板结构参数在公差范围内变化对工作特性的影响

后栅极场发射显示板是一种常用的场致发射器件。该器件结构由阳极、阴极和栅极组成,并且栅极置于阴极背面。本文采用模拟计算的方法研究了标准结构场发射区域内的电场分布、阴极表面的发射情况、电子轨迹和着屏束斑。并研究了关键结构参数在公差范围内变化对阴极发射特性和阳极着屏束斑的影响。计算结果显示结构参数在公差范围内的变化对阴极发射状况,阳极束斑栅极调制特性的影响很小,进而证明了后栅极结构对工艺一致性要求较低。     

多孔石墨烯海绵边缘场发射特性研究

石墨烯由于具有良好的电子输运和发射特性, 使得近年来在石墨烯及其衍生物的场发射特性方面取得了许多研究成果。然而, 石墨烯通常在平面基底上制备, 这在很大程度上影响了石墨烯的开启场和场增强因子, 从而抑制了它的场发射。在此基础上, 提出了一种独特的三维多孔海绵状结构石墨烯。本文采用化学气相沉积法制备了石墨烯发射体的多孔结构, 介绍了多孔海绵状石墨烯的制备工艺、后处理及表征, 并对其场发射特性进行了测试。实验结果表明, 在发射电流密度为10μA/cm²的情况下, 可以获得1.8 V/μm的开启场, 同时根据场发射实验结果可以计算出超过50000的超高场增强因子。     

热处理对氧化锌纳米线场发射特性的影响

用场发射显微镜研究了在钨针尖上生长的氧化锌纳米线的场发射性能,得到了氧化锌纳米线的场发射像及场发射电流与电压关系,并讨论了氧化锌纳米线场发射像的形成原因和不同热处理条件对其场发射性能的影响,给出了氧化锌纳米线比较合适的热处理温度.     

多孔硅的高效可见光发射来自其表面

用扫描电镜继续对发光多孔硅的阴极射线发光进行了系统的研究,得到了其阴极荧光发射部位、强度分布显微照片,发现在样品的表面层脱落处（暴露着多孔层大量微孔）无阴极射线发光产生,只有表面层未脱落处才有阴极射线发光;对样品的截面实验研究同样清楚地表明多孔硅样品的阴极射线发光只来源于其表面层,多孔层、硅单晶衬底区域不发生阴极射线发光．实验还提供了阴极射线发光强度在截面上随深度变化情况显微照片．阴极射线发光光谱表明其光谱峰值位置在680nm处,相似于多孔硅的光致发光．实验结果再次表明多孔硅的可见光来源于其表面层中的荧光物质．