硅納米線的制備及其在氨氣傳感器上的應(yīng)用.pdf

1、硅納米材料具有小尺寸效應(yīng)，庫倫阻塞效應(yīng)等特性，使它在納米限域方面發(fā)揮了獨(dú)特的性能。同時它還易與當(dāng)前成熟的集成電路工藝相兼容，所以硅納米材料的制備與應(yīng)用已成為當(dāng)今研究者們研究的熱點(diǎn)問題。與體硅材料相比，硅納米線具有更加活潑的化學(xué)性質(zhì)和較好的光學(xué)特性，所以它很好地彌補(bǔ)了體硅材料在某些方面的不足。在未來的納米電子器件和硅集成電路方面，硅納米材料具有非常好的應(yīng)用前景。
　　當(dāng)今越來越多的科研人員對硅納米線的制備產(chǎn)生了濃厚的興趣，主要制備方

2、法包括:激光燒蝕法，熱蒸發(fā)法，化學(xué)氣相沉積法(CVD)，溶液法，刻蝕法等等。本文依據(jù)SLS和VLS兩種不同的生長機(jī)理，利用高溫管式爐分別在硅襯底和藍(lán)寶石襯底上生長硅納米線。高溫管式爐具有操作簡單，對實(shí)驗條件要求不是很高等優(yōu)點(diǎn)。通過掃描電子顯微鏡(SEM)，EDS，X射線衍射等方法對生長出的硅納米線進(jìn)行分析，并且詳細(xì)闡述了催化劑厚度，載氣流量，生長溫度，襯底表面平整度等因素對硅納米線生長的影響。利用SLS機(jī)理生長時，1000℃為最佳的生長

3、溫度。當(dāng)載氣流量為75sccm時，在襯底表面觀察到大面積密集的硅納米線。利用VLS機(jī)理生長時，金層厚度在幾十納米的范圍內(nèi)時，金層越厚硅納米線生長的速率越快。另外溫度梯度也是影響硅納米線生長的一個重要因素。通過XRD的分析，得出硅在[111]方向的擇優(yōu)生長質(zhì)量要優(yōu)于其他的方向。
　　我們利用基于硅襯底和藍(lán)寶石襯底的硅納米線制作出對氨氣具有非常高靈敏度的氨氣傳感器。經(jīng)過對比，基于藍(lán)寶石襯底的氨氣傳感器的性能要明顯優(yōu)于硅襯底的氨氣傳感器