硅納米線陣列的制備及其在生化傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、硅納米線以其進(jìn)入納米尺度后所具有的獨(dú)特的半導(dǎo)體性質(zhì)與發(fā)展為各式納米元件的極大潛力，受到學(xué)術(shù)界越來(lái)越多的關(guān)注。
　　 在本論文的第一部分中，針對(duì)利用“無(wú)電電鍍”方法制備硅納米線的形成機(jī)制的說(shuō)法不統(tǒng)一的現(xiàn)狀，我們從研究硅納米線的形成機(jī)理入手，通過(guò)對(duì)無(wú)電電鍍和伽伐尼置換兩個(gè)概念的分析，借鑒其他小組的某些觀點(diǎn)和經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出一種新的硅納米線的形成機(jī)制。在該機(jī)制中，伽伐尼置換過(guò)程中形成的金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIS)結(jié)構(gòu)對(duì)硅納米

2、線陣列的形成起到至關(guān)重要的作用。MIS結(jié)構(gòu)是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程，貴金屬離子和HF溶液分別起到增厚和減薄二氧化硅層的作用。
　　 第二部分，考慮到以往的硅納米線刻蝕需要在高溫、高壓等嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行，我們通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的改進(jìn)，在室溫、常壓等常態(tài)的實(shí)驗(yàn)條件下，成功地制備了線徑均勻和垂直排布于硅襯底的硅納米線陣列；同時(shí)，通過(guò)研究各實(shí)驗(yàn)條件對(duì)形成硅納米線的影響，得到優(yōu)化的制備硅納米線陣列的實(shí)驗(yàn)條件。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)硅納米線形成機(jī)理做

3、進(jìn)一步探討，證實(shí)了第一部分中提出的機(jī)制的正確性。
　　 第三部分，為了實(shí)現(xiàn)硅納米線陣列在微納器件中的應(yīng)用，我們通過(guò)把微電子加工工藝與伽伐尼置換相結(jié)合的方法，采用氮化硅做掩膜，成功地獲得了圖形化的硅納米線。通過(guò)在氮化硅抗蝕能力之內(nèi)，改變刻蝕時(shí)間的影響，得到優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件。另外，利用流體力學(xué)理論解釋了圖形化對(duì)形成硅納米線長(zhǎng)度的影響。
　　 最后，通過(guò)在硅納米線陣列的表面修飾普魯士藍(lán)分子，制成了普魯士藍(lán)/硅納米線電極，通過(guò)在三