郭成花[1]2003年在《多孔硅复合ZnO和CdS纳米粒子的光致发光特性》文中提出多孔硅(PS)是近年来发展起来的一种新型硅基材料，具有与单晶硅材料大不相同的特性。多孔硅可在近红外和可见，甚至在近紫外光区辐射强烈的荧光，使得它可用来制造发光器件，并可望能用来解决光电子集成电路的关键问题，为制造带有光源的大规模集成电路—光电集成方面开辟新的途径。 本体硅为间接禁带半导体，且禁带宽度比较窄(1.12 eV)，在室温下很难发可见光。多孔硅改变了本体硅的能带结构，使禁带宽度展宽，并由间接禁带向直接禁带转变，实现了室温发光。在比较了制备多孔硅的几种常用方法的基础上，概括了多孔硅的光致发光(PL)和电致发光(EL)特性，对目前比较流行的发光模型给出了定性的论述，展望了多孔硅的应用前景。 首先，对多孔硅进行了化学表面修饰。采用单面抛光的n型单晶硅片，晶面为(111)，电阻率为3Ω·cm-5Ω·cm和80Ω·cm—100Ω·cm，经过阳极氧化制得的多孔硅在紫外灯下发红橙光或红光。将n~+-n型(3-5Ω)·cm)硅片刻蚀出的多孔硅在胺液(叁乙胺：乙二胺=3：2)浸泡20 min，然后在H_2O_2中浸泡14小时，晾干，在紫外灯照射下，修饰后的多孔硅发发蓝光。在365nm激发光的激发下，发光波长在422nm。n型(80-100Ω·cm)硅片刻蚀后的多孔硅在胺液中浸泡20 min，然后在氧化炉中进行热退火，退火温度在400℃时，O_2流量为0.5 L/min的条件下退火30秒，在紫外灯照射下，所得PS发蓝白光。在365nm的激发光的激发下，发光波长在455nm。经过修饰后的多孔硅发蓝光认为与量子限制效应有关。 其次，研究了多孔硅的电迁移特性。将多孔硅用超声波振荡的方法分散到甲苯中制成稳定的悬浮体系。首次发现该体系中的多孔硅微粒可以在电场下作定向的电泳迁移，在正极上(例如铂片，P~+-Si，氧化锡铟(ITO)玻璃)形成良好的沉积层。研究了甲苯悬浮体系的荧光强度与浓度的线性 摘 要关系，并测定了电泳沉积过程中甲苯分散体系的荧光强度与电泳沉积时间和外加电场强度的关系。用扫描电镜（SEM）对不同条件下得到的多孔硅沉积层及其原生多孔硅做了形貌观察比较。用 X光电子能谱（XPS）和红外透射光谱对原生多孔硅和多孔硅沉积层进行了成分分析。研究表明，多孔硅的电泳沉积可以用做微粒的可控组装方法。 然后，研究了一种全新的纳米氧化锌合成方法。在非水溶剂（乙醇）中高压电解锌板，制得了室温下光致发光的h。通过 X射线衍射（XRD）和电子衍射（EDP）分析表明，所得h 产品具有纤锌矿结构。室温条件下，该产品用紫外光（365 urn）激发，存在以 2．90 eV和 2．23－2．41 eV为中心的二个发光峰带，即蓝光峰和黄绿光带。样品分别在N。和 0。气氛中 350OC退火1／J’时，黄绿光带的强度减弱。紫外可见光谱分析表明，这种Zno对紫外光有强烈的吸收。对h 的形成机理和发光机理及其应用进行了初步探讨。 最后，进行了多孔硅与纳米＊ 和CdS粒子复合的研究。将PS悬浮于乙醇中配制成悬浮体系，用己附着＊ 的锌片作正极，锌片作负极，在电场强度为 300 V／Cm 时电泳 15 min；多孔硅被电泳到 Zno表面构成Zn／Zno个S电极。然后以Zn／Zno仔S电极作正极，锌片作负极，置于纳米Zno的悬浮体系中，在电场强度为 300 V／Cm时电泳20 min，这样形成了Zno／PS／Zno夹心结构。将CdS粒子悬浮在异丙醇中，超声振荡3小时，静置3个月．取上层悬液作电泳液，铝片分别作正、负极，200 V／Cm电场下电泳 20 min。CdS在电场下电泳到负极上，构成 AI／CdS电极。以 AI／CdS电极为正极，铝片为负极，在 PS的悬浮体系中电泳，在 200 V／Cm时电泳1小时，形成了CdS序S复合结构。 研究了多孔硅复合纳米粒子的发光特性。复合 h／PS／Zno的光致发光既不同于纳米 ＊（520 urn）的发光，也不同于·PS（630 urn）的发光。它是两者的复合发光，复合多孔硅的发光波长在 600 urn，与多孔硅相比其波长蓝移了 30 urn。同时复合 PS的发光强度增大，发光波长稳定。随着时间的增加，Zno复合PS 的发光强度增强，然后发光强度稍微衰减，但发光波长的位置基本不变。在 365 n。激发光的激发下，复合 PS儿dS的发光 3 摘 要波长位置在700 urn，与多孔硅相比，发光波长红移了70 urn，但发光强度不如原生PS的发光强度大。 探讨了多孔硅复合纳米粒子的发光机制。对于复合 h／PS／Zno结构的发光机制，认为是纳米h 价带中的电子在紫外光的激发下，跃迁到Zno的导带，从而处于激发态，由于多孔硅的导带比氧化锌的导带低，Zno导带中处于激发态的电子很快跃窜到多孔硅的导带，然后再与h 价带中的空穴发生复合，发出可见光。其光致发光也可能与氧化锌中的缺陷有关，还需要进一步探讨。对于PS／CdS复合结构的发光机制，认为可能是激发光导致PS 价带上的电子和空穴发生跃迁，电子被激发到多孔硅的导带，而CdS 颗粒的导带比PS 的导带要低，电子很快转移到CdS 的导带上，再与PS价带中空穴复合
贺月娇[2]2001年在《表面修饰N型多孔硅的光致荧光特性》文中研究指明多孔硅（PS）是近年来发展起来的一种新型硅基材料，具有与单晶硅材料大不相同的特性，例如，多孔硅可在近红外和可见，甚至近紫外区辐射强烈的荧光，使得它可用来制造发光器件，并可望在解决光电子集成电子学的关键问题，为制造带有光源的大规模集成电路等方面开辟新的途径。本文在用叁种电阻率的n型硅片为基底制成室温紫外灯下发强橙光的多孔硅基础上，对多孔硅进行叁种表面修饰，实现了多孔硅的红、绿、蓝光发射，并对其发光机理进行了探讨。 本体硅为间接禁带半导体，且禁带宽度较窄，室温下很难发光。多孔硅改变了体硅的能带结构，使禁带展宽，并由间接带隙向直接带隙转变，实现了室温发光。在比较了制备多孔硅的几种常用方法的基础上，概括多孔硅的光致荧光（PL）和电致荧光（EL）特性，对目前比较流行的几种发光模型给出了定性的论述，展望了多孔硅的应用前景。多孔硅表面存在大量的悬挂键，容易引起发光效率的降低，行之有效的克服方法是进行表面修饰。常见的表面修饰方法包括对多孔硅表面进行氢钝化、氧钝化、氮钝化、金属钝化等，这些修饰方法各有其特点。 在实验设计方面，首先在叁种电阻率差别较大（分别为n~--Si：80～100Ω·cm；n-Si：3～5Ω·cm；n~+-Si：0.003Ω·cm）的n型单晶硅片上阳极氧化出在紫外激发下发强橙光或红光的多孔硅，然后对多孔硅样品进行叁种不同的表面修饰：（1）涂覆四氯化锡的饱和乙醇溶液；（2）涂覆1.0mol/l四氯化锡，0.03mol/l叁氯化锑的乙醇溶液；（3）将PS浸入胺液的混合液：（C_2H_5）_3N：C_2H_4（NH_2）_2=3:2中，并结合进行快速热氧化。比较多孔硅光致荧光性能与未修饰时的不同，并对其表面形貌和化学成分进行表征。 摘要 系统研究了阳极氧化条件对n型多孔硅光致荧光特性的影响。考察了电化学刻蚀电流密度。刻蚀时间、刻蚀液配比及衬底电阻率对PL发光强度、峰值波长等性质的影响。在此基础上优化出制备多孔硅的具体参数。 对不掺Sb与掺Sb的SnCI。修饰后的多孔硅进行了光致荧光特性研究。发现这两种差不多的修饰却出现两种不同峰移现象；前者PL与未修饰多孔硅相比发生蓝移，峰值波长在540－560urn（绿光），而后者发生红移，峰值波长在650－690urn（红光）。此现象不能仅用量子限制（QC）效应解释。通过AFM、SEM及FTIR、XPS对这两种多孔硅样品进行表面形貌和化学成分分析，采用发光中心（LC）＋量子限制效应的复合模型对上述修饰多孔硅的PL峰移现象进行了理论说明。电于空穴对在纳米硅粒或硅线中被激发，隧穿到包围纳米硅的氧化层中通过发光中心实现辐射复合。不掺Sb的SZOZ与ax层中的发光中心发射的光子能量为2．ZCV，掺Sb 的SflOZ与 引x层中的发光中心发射的光子能量为1．ge V o 对多孔硅进行“胺液浸泡＋干氧氧化”处理后，多孔硅样品的nr峰值波长缩短为 415－440 urn（蓝光），且在室温空气中存放近一年后，发光强度略有增强。FTIR谱表明，处理后的多孔硅主要成分为硅与氧，胺液没有在样品中留下残迹。由AFM、SEM等形貌图可以看出，处理后的样品孔隙率很高，表面呈蜂窝状。从发光强度取对数与退火温度倒数的Arrhenius曲线上，发现在低温区（200－400aC）和高温区（600－900aC）分别对应着两种激活能：0．35eV和 0．64eV，表明蓝光发射存在两种发光机制。
于磊[3]2010年在《多孔硅电极的光电功能及其应用研究》文中提出多孔硅(porous silicon, PS)是近年来发展起来的一种新型硅基材料,具有与单晶硅材料大不相同的特性。多孔硅可在近红外和可见,甚至在近紫外光区辐射强烈的荧光,使得它可用来制造发光器件,并可望能用来解决光电子集成电路的关键问题,为制造带有光源的大规模集成电路——光电集成方面开辟新的途径。本体硅为间接禁带半导体,且禁带宽度比较窄(1.12 eV),在室温下很难发可见光。多孔硅改变了本体硅的能带结构,使禁带宽度展宽,并由间接能带隙向直接能带隙转变,并能实现室温发光。在综述部分比较了几种常规制备多孔硅的方法,概括了多孔硅的光致发光(photoluminescence, PL)和电致发光(electroluminescence, EL)特性,对目前比较流行的发光模型给出了定性的论述,展望了多孔硅的应用前景。实验研究包括以下几个内容：1.用过氧化氢对多孔硅进行催化氧化处理。采用添加适当配比的过氧化氢的腐蚀液在电化学阳极氧化多孔硅过程中进行处理,综合分析金相显微镜、FTIR和光致发光谱,结果发现多孔硅表面比较平整、细密、均匀,且氧化纳米颗粒比较小,且发光强度有了明显提高。可以清楚地看到,随着过氧化氢的氧化,有效的钝化了多孔硅表面的非辐射复合中心,荧光强度显着增加。荧光强度随Si-O和Si-O-Si建的增加迅速增强,可能是由于过氧化氢与有悬挂链的表面硅原子进行了氧化,形成了部分Si/SiO2界面,使硅的表面态发生了变化,对荧光发射有增强作用。2.研究了钛溶胶对多孔硅形成和光电性能的影响。采用添加适量钛溶胶的刻蚀溶液在光电化学刻蚀单晶硅过程中制备多孔硅。荧光光谱PL表明,用此方法制备的多孔硅发光强度明显增强,用FT-IR光谱表征,样品表面有亚甲基的反对称和对称的伸缩振动(2854,2928 cm-1)出现,可能是钛溶胶中的有机物质在硅表面的作用。通过SEM观察,发现用此方法制备的多孔硅表面的裂缝区域明显变宽,变长。通过X光电子能谱的分析,添加钛溶胶制备的多孔硅表面没有发现Ti元素,说明钛元素在制备多孔硅过程中可能起到了催化的作用,或者是与溶胶里的其它物质一起影响到了多孔硅结构的一些变化。光照条件下在Fe(CN)63-/ Fe(CN)64-溶液中,添加钛溶胶制备的多孔硅样品的光电流随电压的变化更明显,具有更好的光电特性。3. TiO2/PS电极的光电性能。采用n型单晶硅抛光片,光电化学阳极氧化刻蚀出多孔硅(PS),再经过TiO_2修饰得到复合多孔硅电极,通过扫描电镜(SEM)观察发现TiO2/PS电极表面明显有一层均匀的TiO_2膜,通过荧光分析发现TiO2/PS的光致发光强度比多孔硅有所减弱,在红外光谱分析中,发现样品TiO2/PS与样品PS相比,由于Ti的存在对Si-O-Si产生一定的影响,1100 cm-1处Si-O的伸缩振动峰强度明显有所减弱。通过电流-电压关系检测以多孔硅为基底的复合电极的光电性能,结果发现TiO2/PS电极明显表现出好的光电特性。在500℃退火处理1小时,TiO2/PS电极有比较好的亮暗电流比和高的光电性能。4. TiO2/Ag/PS电极的光电性能。采用n型单晶硅抛光片,光电化学阳极氧化刻蚀出多孔硅(PS),再经过TiO_2和金属修饰得到复合多孔硅电极。通过扫描电镜分析发现,TiO2/Ag/PS电极表面比较粗糙,具有明显的叁层结构。通过光电流-电压关系和时间-电流曲线分析发现,随时间的变化电流比较稳定,TiO2/Ag/PS电极表现出了较好的光电化学稳定性,同时异质结的结构也有一定程度的破坏,使得光电响应比TiO2/PS电极稍弱,这点还有待解决。在600℃退火处理,TiO2/Ag/PS电极有比较好的亮暗电流比和高的光电性能。
薛康[4]2016年在《荧光多孔硅的制备及其在金属离子和有机分子检测中的应用研究》文中进行了进一步梳理多孔硅(Porous Silicon,PS),由于光致荧光效应显着,比表面积极大(>500m2/cm3),微观结构种类丰富,具有较好的生物组织兼容特性,显示出独特的理化性质,广泛应用于太阳能电池研发、电子器件制造、环境监测、生物医药分析等,特别是对一些金属离子具有显着的荧光信号响应以及优良的生物组织兼容性等特点而备受研究者的关注。近年来PS已经成为硅材料研究领域的热点,推动了多领域的快速发展。然而,简便、绿色地制备发光稳定、具有特定功能的PS的方法还有待开发,为了能尽快达到该目标,我们设计了简便、低成本制备PS的新方法,并成功用于金属离子及有机分子的检测。所制备的多孔硅化学荧光传感器均具制备简便、灵敏度高、特异性好、成本低廉的优点,具体内容如下:1.化学腐蚀法制备荧光多孔硅对Ag+的检测采用简便的化学腐蚀法在45℃下制备了橘红色荧光多孔硅(PS),通过扫描电镜(SEM),红外光谱(FT-IR)和比表面积(BET)对PS的形貌结构进行了表征。研究发现,银离子(Ag+)能在PS上发生氧化沉积而猝灭荧光,基于该现象,建立了一种快速、灵敏检测Ag+的新方法。在优化实验条件下,Ag+浓度与PS的荧光强度,在4.5×10-8~6.6×10-7mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限(LOD)(根据3σ规则,σ=S0/S)为2.2×10-8 mol/L,线性相关系数R2为0.9914,该方法用于水样中Ag+的检测,结果满意。2.电化学阳极腐蚀法制备荧光多孔硅对苦味酸的检测本研究采用电化学阳极腐蚀法,以氢氟酸和无水乙醇的混合溶液(HF:C2H5OH=1:1)为电解液,石墨棒为阴极,硅片为阳极,用单槽法简便地制备出了发光性能优良的多孔硅。通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、荧光光谱对所制备的PS进行表征,表明制备的PS孔隙均匀,在紫外灯下能发射橘红色荧光,并且具有良好的光学稳定性。研究发现,苦味酸能够氧化、破坏多孔硅的荧光基团,导致其荧光显着猝灭。基于该现象,我们建立了一种简单灵敏高效地检测苦味酸的分析方法。在优化条件下,苦味酸浓度在6.5×10-9mol/L~1.5×10-7mol/L范围内,与PS的荧光猝灭效率呈良好的线性关系,相关系数R2达到0.9921,检测限(LOD)(根据3σ规则,σ=S0/S)低至5.0×10-9mol/L。结果表明,PS作为检测苦味酸的传感器材料,具有检测限低,选择性好及线性范围宽的优良特性。对实际样品中苦味酸的检测结果满意,证明该方法在实际检测中具有较大的发展潜力。3.氨基功能化多孔硅化学传感器对Fe3+的检测研究本研究采用3-氨丙基叁乙基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane,APTES)为偶联剂,甲苯为表面活性剂,在80℃水浴条件下加热搅拌,简单合成了氨基功能化多孔硅(PS-NH2),通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)及荧光光谱对所合成的材料进行表征,结果表明,PS-NH2在紫外灯下发出橘红色荧光,孔隙结构明显,氨基成功嫁接到了PS的表面。研究发现,Fe3+能与PS-NH2表面的氨基发生结合,使氨基中的孤对电子发生快速的光诱导电子转移,导致PS-NH2的荧光猝灭,从而建立一种快速、灵敏的检测Fe3+新方法。在优化条件下,Fe3+浓度在1.0×10-9mol/L~1.0×10-6mol/L范围内时,与PS-NH2的荧光强度呈现较好的线性拟合,检测限(LOD)(根据3σ规则,σ=S0/S)为7.0×10-10mol/L,线性相关系数R2为0.9938。
王瑞华[5]2005年在《多孔硅/纳米氧化锌复合材料发光的研究》文中认为随着信息技术的日益发展,人们对信息的传递速度、储存能力、处理功能提出更高要求。如果能在硅基微电子基础上引入光电子技术,用光波代替电子作为信息载体,则可大大地提高信息传输速度和处理能力,使电子计算机、通信和显示等信息技术发展到一个全新的阶段。但硅(Si)电子集成电路受到器件尺寸和Si 中电子运动速度的限制。硅基发光材料就是由于其在硅基光电子集成方面的潜在应用而成为人们关注的焦点。为了使硅能够发光,人们尝试了多种方法。例如,利用蒸发、溅射、或分子束外延(MBE)生长等方法在硅衬底上进行发光材料的异质生长;根据缺陷工程的概念,在硅中人为地引入诸如C、Ge、Sn、Pb 的等电子陷阱,或掺入稀土金属Er;根据能带工程的概念,制作了Ge-Si 应变超晶格,通过改变材料结构来改变硅的能带结构等等。从可见发光特性的角度来看,以上方法都不甚理想。自从Canham 首次发现电化学阳极氧化多孔硅(PS)的强室温光致荧光现象以来,多孔硅发光引起了人们的兴趣。关于多孔硅的发光机制存在许多争论,人们提出了许多模型,如量子限制模型、表面态模型、非纯硅发光物质模型、表面化学键制约量子限制模型、综合发光(量子限制-表面态)模型。目前,越来越多的实验表明PS 的光激发与量子限制效应有关,而PS 的辐射复合主要与表面态或表面发光中心有关。在应用研究方面,对于PS 的光致发光,我们可以很容易的获得多孔硅的红光到黄光发射,但其发光效率偏低(量子效率为1 %~10 %),而且发光性质很不稳定,对制备和存放条件的变化非常敏感。因此如何提高多孔硅的发光效率、增强其稳定性,以及扩大多孔硅发光的波长范围,成为近年来该领域研究的热点。在本论文中,我们首先采用一种全新的电化学沉积法,在非水溶剂(乙醇)中,制得了室温下有强的光致荧光发射的纳米氧化锌,并对其形成条件,形成机理进行了系统的研究。通过X 射线衍射和透射电镜电子衍射分析确认样品为氧
贺月娇, 李怀祥, 郭成花, 薛成山, 肖淑娟[6]2000年在《N型多孔硅光致红、绿、蓝发光的研究》文中研究指明对叁种N型衬底制成的多孔硅进行了表面修饰。通过涂覆不同的修饰液,然后进行快速热氧化,原本发橙黄光致荧光的多孔硅在紫外灯下可发射红、绿、蓝光。发现衬底电阻率越高,制成的多孔硅其光致荧光特性越好。用量子限制/发光中心模型解释红、绿光发射。蓝光发射可能有两种发光机制。进行了X光电子能谱和红外光谱的表征和分析。
薛亮[7]2009年在《多孔硅复合结构传感性能的研究》文中认为多孔硅(porous silicon,PS)是近年来发展起来的一种新型硅基材料,具有与单晶硅材料大不相同的特性。多孔硅可在近红外和可见,甚至在近紫外光区辐射强烈的荧光,使得它可用来制造发光器件,并可望能用来解决光电子集成电路的关键问题,为制造带有光源的大规模集成电路—光电集成方面开辟新的途径。本体硅为间接禁带半导体,且禁带宽度比较窄(1.12 eV),在室温下很难发可见光。多孔硅改变了本体硅的能带结构,使禁带宽度变宽,并由间接能带隙向直接能带隙转变,并能实现室温发光。本论文在综述部分比较了几种常规制备多孔硅的方法,概括了多孔硅的光致发光(photoluminescence,PL)和电致发光(electroluminescence,EL)特性,对目前比较流行的发光模型给出了定性的论述,详细介绍了几种常见的多孔硅传感器的制备方法与敏感特性,并着重对气敏、湿敏、生物分子多孔硅传感器机理作了详细介绍,论述了多孔硅传感器的新动向,展望了多孔硅的应用前景。实验研究包括以下几个内容:1.对多孔硅进行了硝酸氧化处理。将制成的多孔硅用HNO3(浓度为67%-69%):H2O=1:5(体积比)浸泡,其发光强度明显增强,增强程度与浸泡时间呈正相关关系。如果多孔硅样品直接用浓度为67%-69%的HNO3氧化处理,会发现其橙红色光致荧光消失,测定了多孔硅样品经硝酸氧化前后的荧光光谱(PL)和傅立叶红外光谱(FTIR),认为随着硝酸的氧化,有效地的钝化了多孔硅表面的非辐射复合中心,荧光强度显着增加。荧光强度随Si-O和Si-O-Si键的增加迅速增强,可能是由于氧与有悬挂链的表面硅原子结合,形成了部分Si/SiO2界面,使硅的表面态发生了变化,对荧光发射有增强作用。2.研究了多孔硅进行硝酸银沉积处理。新制备的多孔硅浸泡在硝酸银溶液中表面会析出银颗粒,并对多孔硅的发光产生影响。如果浸泡时间较短,多孔硅的光致发光产生了增强作用,而浸泡时间较长则导致荧光的猝灭。依据FTIR和X光电子能谱(XPS)的测试,我们认为荧光增强是多孔硅被氧化形成Si-O结构所致,Si-O结构起到了新的有效发光中心的作用,XPS谱显示,银已经和硅的悬挂键成键,Ag-Si、Ag-Ag和Ag-O的存在应该是造成发光强度减弱的主要原因,使之产生新的非辐射复合中心。3.多孔硅测量尿素的研究。研究了新制备的并经稳定化处理的多孔硅对尿素溶液中尿素分子的吸附性。多孔硅顶层上蒸镀厚度约2μm,直径约为0.2 cm的铝层,形成纵向Al/PS/Si/Al结构和横向Al-PS-Al结构。将这两种不同结构的多孔硅经过不同浓度的尿素溶液浸泡吸附20min后用去离子水浸泡5min,洗去其表面未被吸附的尿素,自然晾干得到吸附尿素后的Al/PS-urea/Si/Al纵向结构和Al-PS-urea-Al横向结构。分别依次测量这两种结构对应的lgI～V关系,同一浓度下,电压越大,对应的电流越大,而在同一电压条件下,随着尿素浓度的增大,电流值逐渐减小。结果表明,基于多孔硅的纳米结构可用来测量尿素浓度。4.研究了多孔硅作为工作电极对抗坏血酸的检测。电化学阳极腐蚀硅片形成多孔硅后,将电流源的正负极对换后再通以电流,利用F-和H+在电场中所受的库仑力,把滞留在多孔硅内部的F-拉向此时的阳极(原来的阴极)同时又把H+拉向此时的阴极(原来的阳极),减弱了切断电源后F-对硅片的继续腐蚀作用,同时促使多孔硅表面的活性Si与H+化合生成稳定的Si-H键,降低表面悬挂键的密度,促使多孔硅表面硅原子的稳定,以达到钝化多孔硅表面的目的。将得到的多孔硅作为叁电极体系的工作电极,Pt作辅助电极,饱和甘汞电极作参比电极,随着抗坏血酸浓度的增大其pH值减小,但并不成线性关系。抗坏血酸溶液电流随电压的增大而增大,并且其电流值与pH值呈良好的线性关系初步显示出通过多孔硅电化学体系测量抗坏血酸的浓度特性,为进一步开发多孔硅生物传感器奠定了实验基础。
施福贵[8]2015年在《基于多孔硅/纳米金光子器件荧光增强的研究》文中提出多孔硅的多孔结构具有较大的比表面积、良好的生物兼容性以及易制备成光子晶体等优点,使之成为研究光学生物传感器的重要基底材料。多孔硅一维光子晶体对电磁波有很好的调制作用,为进一步提高传感器性能提供了途径,多孔硅一维光子晶体的研究已经引起了研究者的广泛关注。金纳米颗粒具有独特的物理性质与化学性质,纳米金的表面等离子体共振使其呈现出奇异的光学和电学性质,在检测中起到信号增强和放大的作用。另外,金纳米颗粒具有比表面积大,良好的生物亲和性优点,可大大提高DNA的固定与杂交量,显着提高灵敏度。因此有大量的研究者将金纳米颗粒用于生物传感。本论文主要利用多孔硅与金纳米颗粒的共同优点,将二者结合起来,对荧光素罗丹明6G的荧光强度进行研究,实现多孔硅、光子晶体结构和纳米金增强荧光的目的。论文研究主要包括两个部分:1.利用电化学腐蚀法在n型硅晶片(电阻率1-7Ω·cm)上制备单层大孔多孔硅,用柠檬酸钠还原法制备金纳米颗粒,然后用浸泡法将金纳米颗粒注入多孔硅,在浸泡过程中,研究了金纳米颗粒对多孔硅荧光的猝灭规律,并用沉积了金纳米颗粒的大孔多孔硅来增强罗丹明6G的荧光,在浸泡时间为6小时时,沉积纳米金的多孔硅对R6G的荧光增强最大。2.利用电化学腐蚀法在p型硅晶片(电阻率0.02-0.03Ω·cm)上制备多孔硅布拉格反射镜,用柠檬酸钠还原法制备金纳米颗粒,然后用浸泡法将金纳米颗粒注入多孔硅。用沉积了金纳米颗粒的多孔硅布拉格反射镜来检测罗丹明6G的荧光,实现了多孔硅、纳米金颗粒和布拉格反射镜对罗丹明6G荧光的叁重增强。
梁锋[9]2014年在《硅纳米线和多孔硅的制备及表面修饰研究》文中研究表明光伏发电技术作为开发、利用绿色、可再生能源的重要形式,具有广阔的发展和应用空间。但是由于普通的商业太阳能电池效率不高,导致光伏发电的应用成本偏高。影响太阳能电池效率的一个重要因素是电池表面对入射光的反射作用,使入射太阳光的能量遭受损失,降低了入射光的利用率；另一个影响电池效率的重要因素是制备电池所用的半导体材料的能带宽度与太阳光谱的分布不匹配,导致入射太阳光中很大一部分光子的能量不能被电池吸收而浪费掉了,影响了电池效率的提升。因此,降低电池表面对入射光的反射或者使用光波转换材料改变入射光的分布、增强电池响应谱与入射光谱之间的匹配,是提高太阳能电池效率的重要途径。但是采用以上途径提高电池效率,必须寻找到合适的减反射材料和光波转换材料,针对这个问题,本文对硅纳米线和多孔硅的减反射效应和下转化发光效应进行了系统研究。由于多孔硅材料的发光性能会随时间的改变而发生变化,所以我们还尝试对多孔硅表面进行了硅烷化处理,增强了多孔硅发光的稳定性。此外,我们还对材料的制备和表面处理机理进行了详细研究,取得了如下的创新结果：(1)通过系统性研究,得到了银离子辅助两步化学腐蚀法制备硅纳米线的机理。结果表明,通过改变硅衬底的电阻率、化学腐蚀时间或者腐蚀液中双氧水的浓度可以使获得的硅纳米线结构和硅纳米线的发光随之发生变化。硅纳米线长度和硅线发光强度的变化趋势一致,即腐蚀时间越长、双氧水浓度越高或者硅片的电导率越高(仅限P型硅片),则制备的硅纳米线长度越长,硅纳米线的发光强度越强。(2)仔细研究了硅纳米线阵列的减反射性能,发现硅纳米线长度对硅纳米线阵列的陷光效应作用很大,直接影响硅纳米线阵列的减反射效果。硅纳米线阵列的陷光效应随着硅纳米线长度的增加而增强,但是当硅纳米线长度超过2μm以后,这种变化趋势发生改变。硅纳米线阵列反射率的实测数据和模拟计算结果表明,硅纳米线的顶部形貌也会对硅纳米线阵列的陷光效应产生显着影响,除此之外,硅线顶部形貌的变化还会影响硅线阵列的有效折射率值,从而改变硅纳米线的反射率。据统计,具有较低反射率的硅线阵列所对应的有效折射率值通常介于1.6～2.0之间。(3)利用光致荧光光谱对电化学制备的多孔硅的发光性能进行了研究。当电流值较小时,多孔硅层的厚度和多孔硅的发光强度随着电流密度的增加而增加,而当电流过大时会产生多孔硅的抛光。PL结果发现多孔硅的发光峰位通常位于680nm附近,而且电流的改变不会影响多孔硅的发光峰位,能使发光峰位产生改变的是硅衬底的类型和电阻率。我们还发现,使用间歇式恒电流腐蚀可以使得到的多孔硅的发光强度大大增强,而且调整间歇时间可以得到不同发光波长的多孔硅。(4)研究了化学修饰对多孔硅发光性能的改变。经过后处理的多孔硅的发光强度不仅有了很大增强,其发光稳定性也有了极大提高。发光强度和发光峰位置随表面修饰剂的改变而改变,与未经修饰的多孔硅颗粒和使用其它化学试剂修饰的多孔硅相比,经十二烯修饰后的多孔硅颗粒的发光强度和发光时效性最好。由于多孔硅的发光与多孔硅表面组成有很大关系,所以我们对多孔硅表面组成进行了FTIR分析。分析认为,位于1750cm-1附近的吸收峰,表明修饰后的多孔硅表面生成了Si-C键,而这也被我们认为是修饰后的多孔硅发光强度和稳定性提高的主要原因。
赵婧[10]2006年在《透明导电氧化物薄膜包覆荧光粉的研究》文中认为发光材料广泛应用于显示、显像、光源、核物理、辐射场的探测、记录及医学放射学图像的各种摄影技术等领域中。尤其在涉及到日常生活和国民经济的显示、显像和光源等方面,具有更重要的意义。由于外界因素和发光材料本身的因素,未经处理的发光材料往往存在粉末团聚、表面电性能与化学性能不稳定的现象。通常在荧光粉颗粒表面包覆上一层或多层薄膜能够使荧光粉和外界可以隔离开,提高荧光粉的分散性和稳定性,解决荧光粉由于电性和表面化学活性造成的荧光粉性能的下降,与此同时,在荧光粉表面包覆特殊材料也可以提高荧光粉的发光性能。随着荧光粉的制备和表面包覆技术的发展,荧光粉的表面包覆也越来越呈现多样化,已从单纯的保护性表面包覆向功能性表面包覆发展。荧光粉表面包覆的目的在于两个方面:一是对新型荧光粉的包覆以增强其物理和发光性能,二是对传统荧光粉施以功能性表面包覆来适应新型发光器件的使用。本文围绕透明导电功能膜包覆做了以下研究:1.采用一种新的电化学沉积制备氧化锌薄膜的方法,即方波脉冲电流法,在氧化锡铟(ITO)导电玻璃基底上阴极电沉积,得到了均匀透明的ZnO薄膜,测试发现这种薄膜对可见光有很高的透过率,进而对其实施铈掺杂,发现掺杂适量比例的铈元素能够提高光透过率;用同样的方法在新制多孔硅表面沉积得到ZnO薄膜,然后在1000℃氧气氛下热处理1 h,在紫外光照射下可发射强绿色荧光。采用X射线衍射分析、扫描电镜和荧光光谱技术,对制得的薄膜进行了结构、形貌和光学特性的测量分析,并初步探讨了电沉积反应机理。2.采用化学均相共沉淀方法和热处理工艺,在自制CaSiO_3:Pb,Mn红色荧光粉表面包覆ZnO:Al,形成透明导电层。运用数字万用表和自制测量盒对粉体的电阻率进行测量,比较了包覆率n(Zn)/n(Ca)、掺杂比例n(Al)/n(Zn)、热处理温度和热处理时间对粉体电阻率的影响;优化出包覆条件和热处理条件: n(Zn)/n(Ca) = 10%,n(Al)/n(Zn) = 5 %,75℃水解1.5 h, 500℃热处理45 min。对包覆样品进行了室温光致荧光(PL)测量,X射线衍射(XRD)结构分析和透射电子显微镜(TEM)形貌观察。结果显示,当n(Zn)/n(Ca) = 10 %时,在CaSiO_3:Pb,Mn荧光粉表面形成
参考文献：
[1]. 多孔硅复合ZnO和CdS纳米粒子的光致发光特性[D]. 郭成花. 山东师范大学. 2003
[2]. 表面修饰N型多孔硅的光致荧光特性[D]. 贺月娇. 山东师范大学. 2001
[3]. 多孔硅电极的光电功能及其应用研究[D]. 于磊. 山东师范大学. 2010
[4]. 荧光多孔硅的制备及其在金属离子和有机分子检测中的应用研究[D]. 薛康. 四川师范大学. 2016
[5]. 多孔硅/纳米氧化锌复合材料发光的研究[D]. 王瑞华. 山东师范大学. 2005
[6]. N型多孔硅光致红、绿、蓝发光的研究[C]. 贺月娇, 李怀祥, 郭成花, 薛成山, 肖淑娟. 2000年材料科学与工程新进展（下）——2000年中国材料研讨会论文集. 2000
[7]. 多孔硅复合结构传感性能的研究[D]. 薛亮. 山东师范大学. 2009
[8]. 基于多孔硅/纳米金光子器件荧光增强的研究[D]. 施福贵. 新疆大学. 2015
[9]. 硅纳米线和多孔硅的制备及表面修饰研究[D]. 梁锋. 浙江大学. 2014
[10]. 透明导电氧化物薄膜包覆荧光粉的研究[D]. 赵婧. 山东师范大学. 2006
标签：无线电电子学论文; 发光强度论文; 荧光分光光度计论文; 光致发光论文; 荧光猝灭论文; 荧光材料论文; 多孔材料论文; 荧光分析法论文; 荧光强度论文; 纳米线论文; 纳米粒子论文; 荧光检测论文; cm论文; 夜光粉论文; 荧光笔论文;