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硅纳米孔柱阵列的结构和光学特性研究  
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【英文篇名】 Investigations on the structural and optical properties of silicon nanoporous pillar array 
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【作者】 许海军; 富笑男; 孙新瑞; 李新建;
【英文作者】 Xu Hai-Jun Fu Xiao-Nan Sun Xin-Rui Li Xin-Jian (Department of Physics and Key Laboratory of Material Physics of the Ministry of Education of China; ZHengzhou University; Zhengzhou 450052; China);
【作者单位】 郑州大学物理系; 材料物理教育部重点实验室; 材料物理教育部重点实验室 郑州;
【文献出处】 物理学报 , Acta Physica Sinica, 编辑部邮箱 2005年 05期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 硅纳米孔柱阵列; 光学特性; 电子结构; 水热腐蚀;
【英文关键词】 silicon nanoporous pillar array; optical property; electronic structure; hydrothermal etching;
【摘要】 采用水热腐蚀技术在单晶硅衬底上制备出一种新的硅微米 /纳米结构复合体系——硅纳米孔柱阵列 (Si -NPA) ,并对其表面形貌、结构及光学特性进行研究 .Si NPA的结构复合性体现为在微米和纳米两个尺度上形成了三个分明的结构层次 ,即微米尺度的硅柱阵列结构、硅柱上的纳米多孔结构以及组成孔壁的硅纳米晶粒 .积分光反射谱和荧光光谱测试表明 ,Si -NPA具有良好的光吸收和光致发光特性 .依据Si -NPA积分反射谱的实验数据 ,采用Kramers Kronig变换关系计算得到了Si- NPA的复折射率和复介电函数、吸收系数等光学常数 ,并由此讨论了Si- NPA相对于单晶硅的光学特性发生显著变化的原因 .最后 ,通过分析Si- NPA的光吸收系数与入射光子能量之间的关系 ,揭示出Si- NPA具有直接带隙半导体的电子结构特征 ,而且理论计算得到的Si- NPA的带隙能与其光致发光谱的峰位能很好符合 .
【英文摘要】 A novel silicon-based micron/nanometer structural composite system, silicon nanoporous pillar array(Si-NPA), was prepared on the substrate of single-crystal silicon (sc-Si) wafers by a hydrothermal etching method; and the studies on its morphological structural and optical properties were carried out. Structural experiments disclose that Si-NPA could be well described by triple hierarchical structures: the array composed of micron-sized silicon pillars, the nanopores densely distributing on each pillar, and...
【基金】 国家自然科学基金 (批准号 :1990 40 11)资助的课题 .~~
【更新日期】 2005-08-19
【分类号】 O472.3
【正文快照】 1 引言十年来 ,多孔硅 (poroussilicon ,PS)因其在光电子技术领域潜在的应用前景引起了人们很大关注 ,其制备技术、形貌和结构特征、物理特性及相关应用都得到了较为深入的研究[1— 4] .但是 ,用电化学阳极氧化法制备的PS所具有的整体海绵状结构以及在制备过程中由于硅片表面电

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