一种多孔硅纳米线阵列的制备方法

【摘要】本发明涉及一种多孔硅纳米线阵列的制备方法,属于纳米材料技术领域。将硅片依次用丙酮、甲苯、乙醇、去离子水超声分别清洗,由体积比为3:1H2SO4和H2O2混合的溶液浸泡,然后取出采用氢氟酸溶液中浸泡;将处理的硅片采用阳极电化学刻蚀方法常温刻蚀,得到表面形成纳米多孔硅层的硅片;然后继续在金属纳米粒子催化作用下采用一步或两步金属纳米颗粒辅助刻蚀法,得到刻蚀后多孔硅纳米线阵列;将得到的刻蚀后多孔硅纳米线阵列置于浓度为0.1~90wt%的氧化性溶液中浸泡10~600min,取出后用去离子水清洗后得到多孔硅纳米线阵列。本发明采用阳极电化学腐蚀技术结合金属催化化学刻蚀方法,能够较好地实现纳米多孔结构、尺寸以及硅纳米线直径、长度等参数的可控制备。

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(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810529306.4 (22)申请日 2018.05.29 (71)申请人 昆明理工大学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253号 (72)发明人 李绍元 耿超 马文会 何祖东 万小涵 雷云 颜恒维 于洁  魏奎先 谢克强 杨斌 戴永年  (51)Int.Cl. H01L 21/ 02 (2006.01) B82Y 10/0 0 (2011.01) B82Y 40/0 0 (2011.01) (54)发明名称 一种多孔硅纳米线阵列的制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种多孔硅纳米线阵列的制备方法,属于纳米材料技术领域。将硅片依次用丙酮、甲苯、乙醇、去离子水超声分别清洗,由体积比为3:1H2SO4和H2O2混合的溶液浸泡,然后取出采用氢氟酸溶液中浸泡;将处理的硅片采用阳极电化学刻蚀方法常温刻蚀,得到表面形成纳米多孔硅层的硅片;然后继续在金属纳米粒子催化作用下采用一步或两步金属纳米颗粒辅助刻蚀法,得到刻蚀后多孔硅纳米线阵列;将得到的刻蚀后多孔硅纳米线阵列置于浓度为0.1~90wt%的氧化性溶液中浸泡10~600min,取出后用去离子水清洗后得到多孔硅纳米线阵列。本发明采用阳极电化学腐蚀技术结合金属催化化学刻蚀方法,能够较好地实现纳米多孔结构、尺寸以及硅纳米线直径、长度等参数的可控制备。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 108847383 A 2018.11.20 CN 108847383 A 1.一种多孔硅纳米线阵列的制备方法,其特征在于具体步骤如下: 步骤1、将硅片依次用丙酮、甲苯、乙醇、去离子水超声分别清洗1~20min,将清洗干净的多晶硅片放入由体积比为3:1H2SO4和H2O2混合的溶液浸泡1~60min,然后取出置于浓度为 0.1 ~ 40wt%的氢氟酸溶液中浸泡1 ~ 120min,再取出硅片后用去离子水冲洗干净后备用; 步骤2、将经步骤1处理的硅片采用阳极电化学刻蚀方法,在施加外界电场的情况下,以经步骤1处理的硅片为阳极,铂片电极为阴极,在HF溶液-乙醇-H2O电解液溶液体系中,以阳 极氧化电流密度为1 ~ 500mA/cm常温刻蚀1 ~ 600min,得到表面形成纳米多孔硅层的硅片; 步骤3、将步骤2得到的表面形成纳米多孔硅层的硅片,在金属纳米粒子催化作用下采用一步或两步金属纳米颗粒辅助刻蚀法,得到刻蚀后多孔硅纳米线阵列; 步骤4、将步骤3得到的刻蚀后多孔硅纳米线阵列置于浓度为0.1 ~ 90wt%的氧化性溶液 中浸泡10 ~ 600min,取出后用去离子水清洗后得到多孔硅纳米线阵列。 2.根据权利要求1所述的多孔硅纳米线阵列的制备方法,其特征在于:所述步骤1中硅片为单晶硅片或多晶硅片,硅片为N型或P型掺杂。 3.根据权利要求1所述的多孔硅纳米线阵列的制备方法,其特征在于:所述步骤2中阳极电化学刻蚀为双槽或单槽电化学刻蚀,HF溶液-乙醇-H2O电解液溶液体系中HF溶液、乙醇、H2O的体积比为1~6:0~9:1~9,HF溶液浓度为0.1~33mol/L,乙醇浓度为0~90wt%。 4.根据权利要求1所述的多孔硅纳米线阵列的制备方法,其特征在于:所述步骤3中硅片沉积金属纳米粒子和一步金属纳米颗粒辅助刻蚀法在同一个溶液体系中,溶液体系为HF 和金属盐组成的混合溶液,在混合溶液中HF的浓度为0.1 ~ 33mol/L、金属盐的浓度为0.01 ~ 10mol/L,所述金属盐为AgNO3、KAuCl

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