硅納米線陣列的制備及性能研究.pdf

1、硅材料的禁帶寬度較窄，為間接帶隙半導(dǎo)體，發(fā)光效率很低。當(dāng)硅材料的尺寸減小至納米尺寸時(shí)，由于量子尺寸效應(yīng)，硅的禁帶寬度變大，由間接帶隙變?yōu)橹苯訋?，發(fā)光效率大幅度增加，可在光電領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前硅納米材料的制備方法多種多樣，如何采用簡單的、可工業(yè)化生產(chǎn)的方法制備硅納米材料是目前存在的一個(gè)問題。本文分別對(duì)硅納米線陣列的制備及多孔硅納米線陣列在光催化方面的應(yīng)用展開系統(tǒng)深入的研究。
　　 1．采用一步化學(xué)刻蝕法制備了硅納米線陣列，

2、通過掃描電鏡對(duì)制備的樣品進(jìn)行表征，分析了硝酸銀濃度、氫氟酸濃度、溫度以及腐蝕時(shí)間等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)硅納米線陣列結(jié)構(gòu)的影響，從而獲得優(yōu)化硅納米結(jié)構(gòu)的合成參數(shù)范圍為：HF濃度：3.6M-4.8M; AgNO3濃度：0.01M-0.02M;反應(yīng)溫度：25℃-50℃；反應(yīng)時(shí)間：30min-60min。通過XRD衍射分析表明制備的硅納米線陣列為單晶結(jié)構(gòu)，對(duì)硅納米線陣列的拉曼光譜、反射光譜進(jìn)行了分析表征，并對(duì)硅納米線陣列的形成機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　

3、 2．采用兩步刻蝕法制備了多孔硅納米線陣列，通過掃描電鏡、高分辨透射電鏡對(duì)其微觀形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析表征，結(jié)果表明多孔硅納米線陣列保持了基體硅片的晶體結(jié)構(gòu)，孔道直徑在2-20nm之間。采用簡單的化學(xué)方法對(duì)多孔硅納米線陣列分別進(jìn)行了氫終端、鉑粒子、金粒子等功能修飾。通過FTIR、XRD、SEM對(duì)不同方法表面修飾的多孔硅納米線陣列的表面結(jié)構(gòu)、化學(xué)組分進(jìn)行了表征。
　　 3．以羅丹明B與亞甲基藍(lán)的降解實(shí)驗(yàn)研究了幾種不同表面修飾的多孔

4、硅納米線陣列的光催化性能。發(fā)現(xiàn)以多孔硅納米線陣列、Pt修飾多孔硅納米線陣列及Au修飾多孔硅納米線陣列作催化劑的情況下，羅丹明B的吸光度變化很?。欢跉浣K端多孔硅納米線陣列存在的情況下，吸光度變化很大?？梢娡ㄟ^HF處理后多孔硅納米線陣列的光催化能力得到了明顯的提高，而金屬修飾卻對(duì)多孔硅納米線陣列的光催化性能幾乎沒有任何改善。催化實(shí)驗(yàn)表明氫終端多孔硅納米線陣列具有優(yōu)異的光催化能力，分析了表面功能修飾改善硅納米線陣列光催化性能的理論機(jī)制，結(jié)果