低维硅纳米结构的制备及其性能研究.pdf

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3、。尽我所知，除了文中特别加示法和致谢的地方外，论文中小包含其他人己经发表或撰写过。的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教行机构的学位或巧书而使用过的材料与我＾同工作的同志对本硏究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并衷示了谢意。一。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿窓承担切相关的法律贵任．；Ｍ）ＩＳ４．Ｉ研究生签名日期；，＿Ｉ南京邮电大学学位推文使用授权声明本人授权南京邮电大学可站保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；Ｌ＾允许论文被查阅和借

4、阅；；可ッ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可斗采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文一致的内容相。论文的公布（包括刊登）授权甫京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研巧生签名：：导师签名；日期瑪听马ｊ各PropertiesandFabricationofLow-dimensionalSiliconNanostructuresThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsand

5、TelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByHuMingyueSupervisor:Prof.LiWeiApril2015摘要低维Si半导体纳米材料具有很多特殊的物理和化学性质，在光电子和生物医学领域都有很大的潜在应用前景，因此，低维Si半导体纳米材料成为了科学界的研究热点。在论文中主要制备和研究了两种低维的Si纳米结构，一种是无序的Si量子，另一种是有序的Si纳米柱。论文中主要以化学腐蚀方法制备出小尺寸Si量子点，通过TEM、XRD等测试手段对其结

6、构和形貌进行表征，TEM图像表明制备所得的Si量子点平均尺寸为1.7nm，粒子平均密112度约为7.52×10颗/cm，XRD测试表明以化学腐蚀方法制备出的产物主要是不同晶面的Si量子点。通过PL谱对制备所得的Si量子点进行光学性能分析，PL谱表明Si量子的水溶液在紫蓝光区域表现出强的、稳定的光致发光现象。PL分析与计算结果表明，Si量子点的可调谐蓝光发射特性可归因于量子限制效应模型。在此基础上以沉积的方法制备出纳米晶Si固体薄膜，XPS分析表明纳米晶Si固体薄膜表面的主要成分是硅元素。通过PL谱对制备所得的纳

7、米晶Si固体薄膜进行光学性能分析，PL谱分析表明制备出的纳米晶Si固体薄膜在紫蓝光区域可调谐发光，很好的保留了Si纳米颗粒的原有属性，其发光现象也可归因于量子限制模型。同时还利用纳米胶体晶体刻蚀方法制备出有序的Si纳米柱阵列，通过SEM、AFM等测试手段对其结构和形貌进行表征，SEM和AFM图像表明制备所得的有序Si纳米柱的平均尺寸为120nm。并以此纳米Si柱为敏感层制备湿敏传感器，对湿敏传感器的性能研究表明以纳米Si柱为敏感层的湿敏传感器具有较高的灵敏度且响应和恢复时间较短。关键词:硅量子点，光致发光，量子

8、限制效应，有序硅纳米柱，传感器IAbstractLow-dimensionalsiliconnanomaterialshaveattractedenoughattentionduetothemhaveavarietyofspecialpropertieswhichmakethemusefulintheareaofoptoelectronic,andbiomedicalapplicati