硅納米線和氧化鎳-硅復(fù)合納米線的制備、表征及應(yīng)用研究.pdf

1、自上世紀(jì)90年代起,低維納米結(jié)構(gòu)材料的制備、表征和應(yīng)用引起了研究者的廣泛的關(guān)注。其中,硅基一維納米結(jié)構(gòu)因為具有比體硅材料更奇異的物理化學(xué)特性,且與當(dāng)代成熟的微電子技術(shù)相兼容,是制備各種納米功能器件最理想的材料之一,成為當(dāng)前納米技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。本文對一維硅基納米結(jié)構(gòu)進行了制備、表征及性能測試的研究,探索其在能量儲存與轉(zhuǎn)化器件上的應(yīng)用潛力。主要工作內(nèi)容如下:
　　1.采用單晶硅襯底通過金屬誘導(dǎo)化學(xué)刻蝕法制備了高質(zhì)量單晶硅納米線陣列

2、。采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射和拉曼光譜詳細(xì)研究了單晶硅納米線的形貌和結(jié)構(gòu)。在深入了解金屬誘導(dǎo)化學(xué)刻蝕法制備單晶硅納米線的機理基礎(chǔ)上通過改進實驗過程和參數(shù),成功在多晶硅襯底上制備了硅納米線。這些結(jié)果對硅基納米線的低成本規(guī)?；瘧?yīng)用具有十分重要的意義。
　　2.采用改進的金屬誘導(dǎo)化學(xué)刻蝕法,在商用太陽能級多晶硅片表面大面積制備出了硅納米線。形貌表征發(fā)現(xiàn)納米線生長的長度與刻蝕時間成線性關(guān)系,生長速度約為0.766μm/

3、min。漫反射譜測量表明這種硅納米線長度對其表面減反射性能具有調(diào)節(jié)作用。其中,刻蝕時間長于45分鐘的樣品具有優(yōu)良的減反射性能,在190-800nm波段,表面的反射率低于9％。研究結(jié)果對制備性能優(yōu)越的抗反射太陽能電池絨面具有十分重要的參考價值。
　　3.以單晶硅納米線陣列為模板,采用化學(xué)鍍鎳和后退火處理制備了NiO/Si復(fù)合納米線陣列。將這種復(fù)合納米線陣列作為鋰離子電池的陽極,進行了充放電循環(huán)性能測試。測試結(jié)果表明,通過調(diào)節(jié)循環(huán)電壓