银金属辅助化学刻蚀制备的n型硅纳米线：制备与光学特性

摘要： 本文报道了采用银（Ag）金属辅助化学刻蚀（MACE）法制备硅纳米线（SiNWs）的研究。选用掺磷电阻率为1÷10 Ω×cm的n型Si（100）晶圆进行样品制备。将硅晶圆浸入4.6 M氢氟酸（HF）和硝酸银（AgNO3）溶液中（浓度变化范围15-35 mM），使直径约30 nm的银颗粒作为催化金属在晶圆表面聚集1分钟。随后，覆盖银颗粒的硅晶圆在4.8 M HF与0.4 M过氧化氢（H2O2）混合溶液中进行刻蚀以形成垂直排列的硅纳米线。研究发现：随着AgNO3浓度增加，硅纳米线的尺寸和密度逐渐减??；经过约30-40分钟的延迟期后，硅纳米线生长与刻蚀时间呈线性关系。室温下观测到制备的硅纳米线具有两个清晰发光带，分别位于450 nm（~2.75 eV）和700 nm（~1.77 eV）附近。文中对这两个发光带的起源及对比特性进行了阐述与讨论。