硅納米線和氧化鎳-硅復合納米線的制備、表征及應用研究.pdf

1、自上世紀90年代起,低維納米結構材料的制備、表征和應用引起了研究者的廣泛的關注。其中,硅基一維納米結構因為具有比體硅材料更奇異的物理化學特性,且與當代成熟的微電子技術相兼容,是制備各種納米功能器件最理想的材料之一,成為當前納米技術領域的研究熱點。本文對一維硅基納米結構進行了制備、表征及性能測試的研究,探索其在能量儲存與轉化器件上的應用潛力。主要工作內容如下:
　　1.采用單晶硅襯底通過金屬誘導化學刻蝕法制備了高質量單晶硅納米線陣列

2、。采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射和拉曼光譜詳細研究了單晶硅納米線的形貌和結構。在深入了解金屬誘導化學刻蝕法制備單晶硅納米線的機理基礎上通過改進實驗過程和參數,成功在多晶硅襯底上制備了硅納米線。這些結果對硅基納米線的低成本規(guī)模化應用具有十分重要的意義。
　　2.采用改進的金屬誘導化學刻蝕法,在商用太陽能級多晶硅片表面大面積制備出了硅納米線。形貌表征發(fā)現納米線生長的長度與刻蝕時間成線性關系,生長速度約為0.766μm/

3、min。漫反射譜測量表明這種硅納米線長度對其表面減反射性能具有調節(jié)作用。其中,刻蝕時間長于45分鐘的樣品具有優(yōu)良的減反射性能,在190-800nm波段,表面的反射率低于9％。研究結果對制備性能優(yōu)越的抗反射太陽能電池絨面具有十分重要的參考價值。
　　3.以單晶硅納米線陣列為模板,采用化學鍍鎳和后退火處理制備了NiO/Si復合納米線陣列。將這種復合納米線陣列作為鋰離子電池的陽極,進行了充放電循環(huán)性能測試。測試結果表明,通過調節(jié)循環(huán)電壓