硅纳米线阵列结构调控及减反特性研究

摘要

两步法银催化溶液刻蚀是目前制备硅纳米线阵列的一个重要途径。为了掌握硅纳米线阵列结构与性能之间的相互联系，本课题研究了影响硅纳米线阵列结构的主要因素，以及如何通过这些因素调控硅纳米线阵列结构，并深入研究其减反特性。
　　论文首先研究了影响沉积银形貌的参数。沉积银的颗粒形状以及表面覆盖率随 AgNO3浓度、HF浓度以及沉积时间增大而增大，采用合适的参数可以制备不同的沉积银形貌。沉积银形貌存在一个平衡银颗粒总量，当实际银颗粒总量小于平衡银颗粒总量时，硅纳米线的长度随银颗粒总量增加而增加,而当实际银颗粒总量大于平衡银颗粒总量时，长度随银颗粒总量增加而减小。硅纳米线的直径在100-200 nm之间，随银颗粒总量增大而减小。表面团聚程度随沉积银表面覆盖率增大而增大。
　　随后论文研究了刻蚀时间对硅纳米线阵列结构的影响，刻蚀液由4.8 mol/L的HF溶液和0.4 mol/L的H2O2溶液组成。随刻蚀时间增加，硅纳米线长度线性增加，直径有减小的趋势，表面团聚程度增大。
　　论文通过后处理改变硅纳米线阵列的结构。KOH溶液腐蚀和表面氧化再腐蚀两种方法均能使团聚的硅纳米线顶端分散，改善团聚程度。纳米线长度和直径均随处理时间增加而减少。过度处理则会破坏硅纳米线的规整性。
　　论文最后研究了硅纳米线阵列的减反特性。反射率随长度增加而减小，随填充率降低而增大，随表面团聚程度增大而增大，随结构的规整性下降而增大。不同类型的硅片影响刻蚀后的结构，进而影响反射率。一般来说，波长300-800nm范围内硅纳米线阵列的平均反射率在1％-4%左右。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 硅纳米线阵列的研究现状

1.3 减反特性研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 硅纳米线阵列的制备与表征

2.1 引言

2.2 实验试剂及仪器

2.3 样品制备

2.4 性能检测

2.5 硅纳米线阵列的表征

2.6 本章小结

第3章 硅纳米线阵列的结构调控研究

3.1 引言

3.2 沉积银阶段对结构的调控

3.3 刻蚀阶段对结构的调控

3.4 后处理阶段对结构的调控

3.5 本章小结

第4章 硅纳米线阵列的减反特性

4.1 引言

4.2 长度对减反性的影响

4.3 填充率对减反性的影响

4.4 表面团聚对减反性的影响

4.5 不同类型硅片的硅纳米线阵列减反特性

4.6 本章小结

结论

参考文献

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致谢