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

 

Год Змеи
Год Змеи

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Британский крест китайских ученых: элемент памяти на новом типе доменной структуры в FeRh.Волокна из углеродных нанотрубок помогут сердцу. Фуллерены для стабилизации азотного топлива. International Quantum Complex Matter Conference 2020 (QCM2020).

На ВДНХ в Москве отметят День российской науки
День российской науки отпразднуют на ВДНХ в Москве 8 и 9 февраля. Инновационно-образовательный комплекс «Техноград» на ВДНХ приглашает москвичей и гостей столицы отпраздновать «День науки». Гостей ожидают бесплатные мастер-классы, знакомство с инновациями в биомедицине и достижениями нейронаук, занимательные уроки и многое другое.

8 февраля - День Российской науки
День российской науки отмечается 8 февраля

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2020 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.