有序硅纳米线阵列的构筑与表征

摘要

硅基纳米线阵列结构在包括如光催化、场效应晶体管、生化传感器、表面自清洁材料等新型器件方面有着重要的前景.例如,硅纳米线结构,尤其是垂直有序排列的硅纳米线阵列结构,可以显著增强光的收集能力,有效地增加光吸收,进而提高光伏器件的光转换效率.利用金属辅助刻蚀技术得到了具有不同刻蚀深度的纳米线阵列，研究了相关结构的光学减反性能，并将其应用在硅量子点太阳电池上和硅基发光器件上，取得了器件性能的改善。但如何控制纳米线密度和直径，实现有序纳米线阵列的可控制备仍是一个值得探索的问题。本文通过采用胶体刻蚀技术结合金辅助湿法化学刻蚀技术，低成本、高效率地制备了大面积有序的硅纳米线阵列。首先，以聚苯乙烯(PS)小球为硅表面的掩模板，利用反应离子束刻蚀技术(RIE)控制小球尺寸和间距，然后溅射一层金膜，随后去掉PS球以获得周期性金纳米网格阵列，将此金网格作为刻蚀硅的催化剂。