【摘 要】
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硅纳米线因其特殊的物理化学性质及其在微电子器件领域潜在的应用,近年引起科学界的广泛关注,目前国内外关于硅纳米线的合成方法也多种多样,而金属催化化学腐蚀的方法是一种
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硅纳米线因其特殊的物理化学性质及其在微电子器件领域潜在的应用,近年引起科学界的广泛关注,目前国内外关于硅纳米线的合成方法也多种多样,而金属催化化学腐蚀的方法是一种简单易行,成本低廉,且可以大规模合成的方法,本文主要采用金属催化化学腐蚀的方法来制备硅纳米线,并提出将硅纳米线薄膜用于光分解水的设想。本文的研究内容主要分为两部分。 首先,以金属催化化学腐蚀的原理为基础,采用HNO3作氧化剂制备生长硅纳米线阵列,通过改变不同的腐蚀条件研究其对硅纳米线腐蚀的影响,通过SEM表征硅纳米线的形貌,分析影响腐蚀硅纳米线的因数,找到硅在HF/HNO3体系中刻蚀的最佳条件,并对其腐蚀机理作了较为系统的研究。同时还对比研究了相同条件下H2O2与HNO3最为氧化剂对金属催化硅腐蚀的影响,通过对比发现在外界条件一致的情况下,H2O2对硅的腐蚀速率明显快于HNO3对硅的腐蚀速率,并且用硝酸腐蚀出的硅纳米线直径明显比双氧水腐蚀出的硅纳米线粗,排列也不及双氧水腐蚀出的硅线排列整齐,通过分析得出这种差别主要受双氧水与硝酸的氧化还原电位影响。 其次,考虑到硅纳米线独特的电学性能及其良好的吸光性,从硅纳米线出发,提出一种新颖的硅纳米线薄膜结构,以硅片为模板在一面沉积银纳米小球,在另一面沉积银纳米颗粒,通过腐蚀液将硅片腐蚀成一面为纳米洞一面为纳米线的穿透结构,并将其两面分别用铂颗粒与WO3修饰,得到一个光分解水的体系,采用U型装置且可以光解水收集到氧气与氢气。
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