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

 

Сундук на дне морском
Сундук на дне морском

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

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

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.