发光多孔硅复合材料的制备研究

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1、专业学位硕士学位论文ThePreparationandResearchofLuminescentPorousSiliconCompositeMaterials学完成日期：2014．05．06大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他己申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。羧笮i篑鬻兰

2、絮一作者签名：童!l塑迪鸶日蚓：立型生年J生月』旦日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要采用单晶P型硅片化学腐蚀法，不同电阻率的单晶P型硅片单槽电化学腐蚀法，单晶n型硅片单槽电化学腐蚀法。首先验证化学腐蚀法可以产生多孔硅，在紫外灯照射下可以发光，同时与电化学腐蚀法对比，化学腐蚀法制备的多孔硅层很薄，且极易被空气氧化后发光逐渐减弱；采用不同电阻率的硅片制备后得到的多孔硅孔隙大小不同，电阻率小的硅片制备的多孔硅孔比较小，电阻率大的多孔硅孔比较大，但是在孔的内部及周围存在海绵状的纤维结构。探索多孔硅复合发光材料，本文分别在可剥落和不剥落的多孔硅片上，用不同的方法将荧光增强材料担载在多孔硅材料中

3、，荧光增强材料是指在380--780nm光激发可发出荧光的物质，本文添加了I：、Cso、植物色素(叶绿素和叶黄素等)。测量多孔硅的荧光寿命和荧光光谱，得到多孔硅的平均荧光寿命是57．251as，荧光波长从550nm～850nm之间；用电解碘化钾的方法在多孔硅表面以及孔隙中添加碘单质，测量多孔硅／碘复合材料的平均荧光寿命是38．121Xs，计算多孔硅的传能速率常数是33％左右，这个传能速率是很低的，所以单质碘不适合作为多孔硅的荧光剂；将刚制备出的多孔硅浸泡在C60的四氯化碳溶液中在通风橱中自然干燥，得到复合材料，测量多孔硅／C60复合材料的平均荧光寿命是1．66ns，传能效率常数达到99．

4、99％，由于设备有限我们不能确定是否传给Ceo固体的能量全部用来发光，但是我们可以确定Cso固体是一种潜在的荧光剂；在绿光条件下，将高浓度光合作用系统二(PSll)滴加在多孑L硅表面在黑暗条件下自然干燥，测量多孔硅／PSII复合材料的平均荧光寿命514．66ps，多孔硅的传能速率几乎达到100％，同理我们可以确定PSII可以作为一种潜在的荧光剂。将三种复合材料的荧光光谱与多孔硅本身的荧光光谱相对比。新鲜制备出来的多孔硅在空气中极易被氧化，并且孔壁由于蒸发作用而被撕裂，为了提高多孔硅的抗碎性能，在未剥落的多孔硅单面喷涂清漆或者在剥落的多孔硅两面分别喷涂清漆，实验证明这种复合材料具有远优于多

5、孔硅材料本身的抗裂碎性能。在一块厚度为lmm的有机玻璃片上涂一‘层有机玻璃的l，2．二氯乙烷溶液，将多孔硅片平放在上面，再涂一层有机玻璃的l，2．二氯乙烷溶液，将一块厚度为lmm的有机玻璃片压在上面，得到三合板型多孔硅基复合发光材料，实验证明这种复合材料具有远优于多孔硅材料本身的抗裂碎性能。关键词：多孔硅；光致发光；复合材料；荧光寿命；荧光光谱；抗碎性能；发光多孔硅复合材料的制备研究ThePreparationandResearchofLuminescentPorousSiliconCompositeMaterialsAbstractEtchingsinglecrystalp-types

6、iliconbyusingchemicaletchingmethod，etchingdifferentresistivityofsinglecrystalp-typesiliconandsinglecrystaln-typesiliconbyusingelectrochemicalcorrosionmethodofthesingleslot．First，toverifythechemicaletchingmethodcanproduceporoussilicon，underultravioletlightporoussiliconmayshinefluorescence．Underthe

7、sameconditions，comparedwithelectrochemicalcorrosionmethod，thepreparingporoussiliconlayerofchemicalcorrosionismuchthinner，andthefluorescencefromporoussiliconiSeasytobeweakenedwhenexposedtoairitoxidizes．Poroussiliconthat