研究目的
研究在不同晶面上制备的硅纳米线阵列的有效光偏振不敏感和全向特性。
研究成果
实验与理论方法验证表明，所制备的硅纳米线阵列具有超低反射率、强偏振不敏感特性及全向光捕获性能。这些发现深化了对纳米结构中光-物质相互作用的理解，并为光子学与光电子学应用提供了新思路。
研究不足
MACE工艺无法实现固定直径和长度的控制，导致纳米线尺寸存在差异。该研究仅限于特定的晶面，可能不适用于其他取向或材料。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用金属辅助化学刻蚀（MACE）技术在Si(100)和Si(111)衬底上制备硅纳米线阵列，通过COMSOL Multiphysics软件和有效介质理论进行理论验证。
2：样品选择与数据来源：
使用厚度约350微米、电阻率1-10 Ω·cm的单晶n型和p型Si(111)及(100)衬底。
3：实验设备与材料清单：
设备包括紫外-可见分光光度计（UV-2600，岛津）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM，蔡司Ultra-55）、通用反射仪（珀金埃尔默Lambda 950）、显微拉曼系统（雷尼绍inVia），以及AgNO?、HF、H?O?、HNO?等化学试剂。
4：5）、通用反射仪（珀金埃尔默Lambda 950）、显微拉曼系统（雷尼绍inVia），以及AgNO?、HF、H?O?、HNO?等化学试剂。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：对衬底进行清洗，通过无电镀法沉积银纳米颗粒，用HF/H?O?刻蚀，以HNO?去除银，最后干燥样品。随后进行反射率和拉曼测量。
5：数据分析方法：
利用COMSOL模拟分析电磁波相互作用，采用有效介质理论计算折射率，并通过统计方法评估重现性。
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UV-Vis spectrophotometer
UV-2600
Shimadzu
Measuring specular reflectance in the wavelength range of 200-1400 nm.
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Field emission scanning electron microscopy
Ultra-55
Zeiss
Surface morphological study of Si nanowire arrays, equipped with EDX for elemental analysis.
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Universal reflectance equipment
Lambda 950
Perkin Elmer
Measuring reflectance spectra at different incident angles.
-
Micro-Raman system
inVia
Renishaw
Raman spectroscopic measurements with excitation laser at 532 nm.
-
COMSOL Multiphysics software
COMSOL
Simulating optical absorption effects using Maxwell equations and effective medium approach.
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