Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Изменение поверхности по мере роста степени травления (слева направо)
A: Спектр люминесценции полой нанонити
B: Ее оптическая фотография
C: Фотография картины ее люминесценции

Отравленные перекисью нанонити

Ключевые слова:  кремний, нанонити, полупроводник

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

09 ноября 2009



Наноструктуры кремния привлекают внимание исследователей из-за потенциальной применимости в электронике, фотонике, биосенсорах. В частности, нанонити обладают уникальными термическими, механическими и электрическими свойствами, что обеспечивает хорошие перспективы их использования в производстве наноэлектроники, гибкой электроники, термоэлектрических устройств, солнечных батарей, электродов аккумуляторов и биосенсоров. А наночастицы и пористый кремний отличаются способностью к люминесценции в видимой области, что важно для применения в качестве светодиодов, лазеров и пр. Пористые нанонити объединяют в себе эти свойства.

Обычно пористый кремний получается анодным травлением образца в водном или органическом растворе HF или химическим травлением с помощью HNO3 и HF. Недавно разработана воспроизводимая методика получения качественного пористого кремния с помощью химического травления, катализируемого металлами. Затем она была адаптирована за счет применения H2O2 для получения массивов вертикальных нанонитей кремния с обоими (p- и n-) типами проводимости и разных кристаллографических направлений.

В данном случае для эксперимента были взяты коммерчески доступные образцы (100)-кремния с электронным типом проводимости и сопротивлением 0.008 - 0.02, 0.3 - 0.8, и 1 - 5 Ом·см. Сразу после очистки они погружались в 0,02 М раствор AgNO3, после чего поступали на травление контролируемой длительности в 5М HF. В зависимости от условий травления удавалось получать разные типы нанонитей: как без пор, так и с порами нанометровых размеров.

Для образцов с высоким сопротивлением (слабо допированных) это приводило, по данным просвечивающей электронной микроскопии, к упорядоченным массивам нанонитей. А вот для высокодопированных (с малым сопротивлением) образцов подобной картины не наблюдалось. Считается, что в данном методе травление идет под наночастицами серебра и около них, что приводит к формированию углублений (постепенно увеличивающихся и срастающихся), а сами наночастицы преимущественно осаждаются, в свою очередь, вблизи дефектов, нередко обусловленных наличием примеси. Высокодопированные образцы, таким образом, создают слишком высокую плотность наночастиц на своей поверхности, что делает вышеуказанный путь травления неприемлемым.

Разработанная методика позволила контролировать концентрацию наночастиц на поверхности. По данной технологии с поверхности удалялась оксидная пленка травлением в течение 2 мин, образец опускался в раствор 4.8 M HF и 0.005 M AgNO3 всего на 1 мин. Поверхность приобретала "цветность", что свидетельствовало о наличии наночастиц. Затем, в течение 30-60 мин, велось собственно травление 4.8 M HF с добавкой разных количеств H2O2. По окончании наночастицы удалялись азотной кислотой.

Считается, что катализ наночастицами серебра объясняется протекающими на их поверхностях реакциями. Катод (поверхность со стороны раствора):

H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O.

Анод (поверхность со стороны подложки):

Si + 2H2O → SiO2+ 4H+ + 4e-, SiO2+ 6HF → [SiF6]2- + 2H2O + 2H+.

Суммарно: Si + 2H2O2+ 6F- + 4H+ → [SiF6]2- + 4H2O.

Видно, что скорость реакции в прямой зависимости от концентрации перекиси водорода. То есть, меняя концентрацию перекиси и время травления, можно добиться различной степени обработки поверхности, то есть идти (по мере ее повышения) от отсутствия интересующих нас наноструктур, через сплошные нанонити к полым изнутри нанонитям.

Пористые нанонити обладали проводимостью n-типа, но значительно сниженной, и имели широкую полосу фотолюминесценции в районе 650 нм. Такое сочетание свойств может оказаться весьма полезным для применения, например, в фотоэлектронике.




Комментарии
Айденов Айден Айденович, 09 ноября 2009 10:55 
Интересно. Авторы - молодцы .
Да,действительно очень интересно

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Ступени додецилсульфата натрия
Ступени додецилсульфата натрия

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

II Всероссийский химический диктант пройдет 18 мая 2019 года
В 2019 году периодическому закону Дмитрия Менделеева исполнится 150 лет! В честь великого открытия этот год объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Одним из наиболее ярких событий, приуроченных к этому году, станет II Всероссийский химический диктант, который пройдет 18 мая и который в этом году выходит на международный уровень. Мероприятие было анонсировано в рамках церемонии открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов 29 января 2019 года в Париже, в штаб-квартире ЮНЕСКО.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.