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电化学刻蚀方法制备半导体材料纳米阵列

功能材料 2004年第Z1期35卷 1145-1147页

作者：李国庆刘爱民潘萌杜晓书郭凡大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连理工大学物理系辽宁大连116024 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连理工大学物理系辽宁大连116024 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连理工大学物理系辽宁大连116024 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连理工大学物理系辽宁大连116024 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连理工大学物理系辽宁大连116024

电化学刻蚀方法是一种非常简单实用的制备规则纳米阵列结构的方法.本文简述了用电化学刻蚀方法制备InP以及Si规则纳米阵列的方法.SEM图像给出了这些规则纳米阵列的结构.

关键词：电化学刻蚀多孔InP 多孔硅 SEM

利用电化学刻蚀工艺制备p型硅基大孔深通道阵列

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兵工学报 2008年第12期29卷 1497-1500页

作者：高延军端木庆铎王国政李野田景全长春理工大学理学院吉林长春130022 吉林大学电子科学与工程学院吉林长春130012

在自制的三极电解槽中,采用浓度不同的氢氟酸(HF)电解液在一定掺杂浓度的p型硅基上,研究了大孔深通道阵列的形成过程。通过一系列实验、电化学测试与分析,从理论上论述了p型大孔深通道阵列的形成微观机制,同时解释了电化学刻蚀反应与HF... 详细信息

在自制的三极电解槽中,采用浓度不同的氢氟酸(HF)电解液在一定掺杂浓度的p型硅基上,研究了大孔深通道阵列的形成过程。通过一系列实验、电化学测试与分析,从理论上论述了p型大孔深通道阵列的形成微观机制,同时解释了电化学刻蚀反应与HF浓度的关系,指出了HF浓度决定电化学反应刻蚀的进行与否与样品质量的关键。提供了一种利用电化学刻蚀工艺制备p型大孔深通道阵列经济实用的方法,实验结果对其形成具有指导意义。

关键词：电子物理学电化学刻蚀大孔深通道阵列氢氟酸 p型硅

含氟水溶液中电化学刻蚀氟化WO_3薄膜电极增强可见光光电化学性能

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物理化学学报 2009年第12期25卷 2427-2432页

作者：李文冷文华牛振江李想费会张鉴清曹楚南浙江大学玉泉校区化学系杭州310027 浙江师范大学物理化学研究所浙江金华321004 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110016

报道了在含氟的酸性水溶液中,对电沉积制备的WO3薄膜电极进行电化学刻蚀,并采用光电化学、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱、光致发光(PL)等方法对电极进行了表征.结果表明,刻蚀使电极比表... 详细信息

报道了在含氟的酸性水溶液中,对电沉积制备的WO3薄膜电极进行电化学刻蚀,并采用光电化学、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱、光致发光(PL)等方法对电极进行了表征.结果表明,刻蚀使电极比表面积增大,质量减少,重要的是可使电极表面状态发生变化.在相同催化剂质量和比表面积的条件下,这种变化显著提高了WO3薄膜电极在可见光和紫外-可见光照下的光电转换性能.机理研究表明,电极光电化学性能提高可归因于刻蚀使电极表面发生氟化,光生载流子表面复合中心数目减少,平带电位负移.刻蚀对电极的吸光性质和晶体结构等未检测出明显变化.氟化电极在酸性中具有良好的光电化学稳定性.

关键词： WO3 电化学刻蚀氟化光电化学可见光

电化学刻蚀法制备LaB_6场发射微尖锥阵列

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发光学报 2007年第3期28卷 429-432页

作者：王小菊林祖伦祁康成陈泽祥汪志刚蒋亚东电子科技大学光电信息学院四川成都610054

采用电化学刻蚀方法,成功制备出单尖的六硼化镧、钼、钨及钨铼合金场发射冷阴极尖锥,并对这几种场发射单尖锥阴极的电子发射性能进行了测试比较。结果表明,LaB6作为场发射阴极,具有良好的发射性能和稳定性。在〈111〉面单晶LaB6基片上,... 详细信息

采用电化学刻蚀方法,成功制备出单尖的六硼化镧、钼、钨及钨铼合金场发射冷阴极尖锥,并对这几种场发射单尖锥阴极的电子发射性能进行了测试比较。结果表明,LaB6作为场发射阴极,具有良好的发射性能和稳定性。在〈111〉面单晶LaB6基片上,用PECVD法沉积非晶硅作掩膜,制备出具有一定高度的LaB6微尖锥场发射阵列,结果发现,LaB6基底较为平整,尖锥阵列呈现出各向异性。该结论对LaB6材料在场发射阴极方面的进一步研究具有重要的指导意义。

关键词：单晶LaB6 场发射阵列电化学刻蚀各向异性

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电化学刻蚀方法制备多孔InP研究

电化学刻蚀方法制备多孔InP研究

作者：李国庆大连理工大学

学位级别：硕士

电化学刻蚀是一种设备简单、操作方便的获得微结构的方法。用这种方法可以很方便地获得各种微结构,微结构的尺寸能够从几十纳米到数微米进行调整。例如,将电化学刻蚀技术与光刻技术结合,可以刻蚀出硅的任意形状的微结构,这种结构可用于... 详细信息

电化学刻蚀是一种设备简单、操作方便的获得微结构的方法。用这种方法可以很方便地获得各种微结构,微结构的尺寸能够从几十纳米到数微米进行调整。例如,将电化学刻蚀技术与光刻技术结合,可以刻蚀出硅的任意形状的微结构,这种结构可用于微机电(MEMS)、集成电路等领域。Ⅲ-Ⅴ族半导体电化学刻蚀是受到硅的电化学刻蚀的启发在近十年来兴起的。迄今为止已经取得了很多可喜的成果。本文所讨论的是作为Ⅲ-Ⅴ族半导体的InP的电化学刻蚀过程。通过实验摸索,我们得到了很多不同的InP材料的多孔结构,包括锥状排列结构、M形孔结构、三角形孔结构以及方孔结构。不同的结构形貌是在不同的实验条件下获得的,我们将重点讨论各种实验条件对刻蚀结构的影响。我们在用恒压法对InP进行电化学刻蚀的过程当中,发现了电流的周期性震荡现象,通过深入研究我们发现,电流的震荡与样品的刻蚀形貌相关联。我们分别用Lehmann的氧化层理论和气泡理论解释了电流的周期性震荡现象。另外,在电流周期性震荡中间还存在着小幅电流震荡,根据H.F(?)ll等人的理论,这可能是由于孔间的相互作用引起的。我们在实验中还进一步研究了电压变化对电流震荡现象的影响,发现电流的周期性震荡只在电压比较大的情况下才会产生。当电流出现周期性震荡的时候,刻蚀样品的形貌会很不规则,但是如果电压较小,又会出现很严重的侧蚀现象。文中对这种侧蚀现象进行了较详细的讨论。

关键词：电化学刻蚀多孔InP 电流震荡侧蚀

电化学刻蚀对钛基IrO_2-Ta_2O_5电极性能的影响

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钛工业进展 2017年第3期34卷 37-39页

作者：张苓冯庆蔡继东张玉萍贺斌西安泰金工业电化学技术有限公司陕西西安710201

采用电化学刻蚀处理钛基材,再通过涂覆、烧结的方法制备出钛基IrO_2-Ta_2O_5电极。与喷砂处理相比,经电化学刻蚀处理后,钛基材表面的凹坑分布更均匀,涂覆涂层后的钛基IrO_2-Ta_2O_5电极的表面凹坑深浅均匀,呈规则分布。强化寿命测试结... 详细信息

采用电化学刻蚀处理钛基材,再通过涂覆、烧结的方法制备出钛基IrO_2-Ta_2O_5电极。与喷砂处理相比,经电化学刻蚀处理后,钛基材表面的凹坑分布更均匀,涂覆涂层后的钛基IrO_2-Ta_2O_5电极的表面凹坑深浅均匀,呈规则分布。强化寿命测试结果表明,经电化学刻蚀处理后制备的钛电极强化寿命平均值达到20 d,比喷砂处理后制备的电极寿命(16 d)显著提高20%;电化学刻蚀处理后制成的钛电极析氧电位为1.62~1.73 V,明显低于喷砂后制备的钛电极(1.92 V),电解时可降低电耗。

关键词：钛基IrO2-Ta2O5电极电化学刻蚀表面预处理强化寿命析氧电位

电化学刻蚀4H-SiC纳米阵列及其光电催化性能

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电化学刻蚀4H-SiC纳米阵列及其光电催化性能

作者：赵连富太原理工大学

学位级别：硕士

Si C是第三代半导体材料,具有高临界击穿电场、高热导率、高电子饱和迁移率以及良好的化学稳定性等,在研发高温高压大功率等苛刻环境下服役的光电器件具有显著优势。SiC低维材料具有独特的表面效应和尺寸效应,展现出了远优于传统材料的... 详细信息

Si C是第三代半导体材料,具有高临界击穿电场、高热导率、高电子饱和迁移率以及良好的化学稳定性等,在研发高温高压大功率等苛刻环境下服役的光电器件具有显著优势。SiC低维材料具有独特的表面效应和尺寸效应,展现出了远优于传统材料的物性,且能够推动其器件的微型化和集成化,为新颖高效的新一代光电器件研发提供了契机。本论文通过电化学刻蚀SiC晶片,在常温常压下实现了高定向、透明的4H-SiC纳米结构阵列制备及其结构调控,以此为基础,探索了其在光电催化剂领域的应用。综合本论文工作,取得主要研究成果如下:(1)采用电化学刻蚀法,在常温常压下实现了SiC纳米阵列的可控制备。通过调控刻蚀时间,能够实现纳米孔的直径、壁厚和深度的有效调控。(2)探索了Si C纳米阵列在光电催化领域的应用。研究表明,SiC纳米阵列在1 mol/L NaSO的溶液中、1 V(参比电极Ag/Ag Cl)偏压和光照激发(模拟太阳光和光功率100 mW cm)下,光电流密度可达1 mA cm,2000 s持续光照电流密度始终保持不变,表现出良好的光电催化稳定性。(3)进一步采用原子层沉积(ALD)技术对Si C纳米阵列进行表面修饰构建异质结(Si C@TiO)。研究表明,在1 mol/L NaSO的电解液中,SiC@TiO纳米阵列在1 V(参比电极Ag/Ag Cl)的偏压下电流密度为1.7 mA cm,相比SiC纳米阵列电极的光电流密度提高了70%。暗态电流几乎为零,再次光照时电极的光电流密度迅速恢复到1.7 mA cm,表明SiC@TiO纳米阵列具有快速的响应速度。同时相比SiC纳米阵列,SiC@TiO异质结纳米阵列展现出更小的阻抗,说明表明通过异质结的构筑能够强化SiC光阳极载流子的分离与输运。

关键词：电化学刻蚀 SiC 纳米阵列光电催化原子层沉积

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电化学刻蚀制备仿生复眼结构

电化学刻蚀制备仿生复眼结构

作者：张阳长春理工大学

学位级别：硕士

本文主要研究了外界干扰对磷化铟多孔层的影响,利用电子束曝光技术辅助电化学刻蚀技术和激光干涉技术辅助电化学刻蚀技术,分别制备出了基于磷化铟材料的半球形径向多孔结构,这种半球形径向多孔结构对仿生复眼结构的研究提供了新的思路... 详细信息

本文主要研究了外界干扰对磷化铟多孔层的影响,利用电子束曝光技术辅助电化学刻蚀技术和激光干涉技术辅助电化学刻蚀技术,分别制备出了基于磷化铟材料的半球形径向多孔结构,这种半球形径向多孔结构对仿生复眼结构的研究提供了新的思路。通过研究在电化学刻蚀过程中施加外界干扰对磷化铟多孔层的影响,阐述了剥离的多孔层、外界干扰和振荡曲线之间的相关性,阐述了施加外界干扰能够有助于转移InP的多孔层,并且外界干扰的方法也为磷化铟的半球形径向多孔结构的转移提供了依据。利用电子束曝光技术在InP上制备了具有孔阵的掩膜,在此基础上实现了电化学刻蚀制备半球形径向多孔结构,并且讨论了刻蚀时间与刻蚀电流密度对半球形径向多孔结构形成的影响。在激光干涉技术和电化学刻蚀技术相结合方面,基于激光干涉的原理,搭建了激光干涉的双光束光路系统,在InP衬底上实现了线栅掩膜,经电化学刻蚀后,发现在InP表面存在少量的半球形径向多孔结构。利用扫描电子显微镜观测半球形径向多孔结构的表面及截面形貌,发现基于InP的仿生复眼结构的尺寸在几微米的量级。利用角分辨光谱显微镜测试半球形径向多孔结构的反射率,结果表明其对特定波段的可见光具有低反射率的光学特性。

关键词：电化学刻蚀电子束曝光激光干涉磷化铟半球形径向多孔结构

电化学刻蚀半导体InP纳米多孔阵列及机理研究

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电化学刻蚀半导体InP纳米多孔阵列及机理研究

作者：申慧娟重庆大学

学位级别：硕士

用电化学方法制备纳米多孔阵列具有操作简单、成本低廉和低损伤等优点,生长的孔的尺寸可以在纳米和微米量级之间变化。早在1990年,人们就已经用这种方法制备出了多孔Si。在它的激励下,越来越多的目光也开始转向了Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,... 详细信息

用电化学方法制备纳米多孔阵列具有操作简单、成本低廉和低损伤等优点,生长的孔的尺寸可以在纳米和微米量级之间变化。早在1990年,人们就已经用这种方法制备出了多孔Si。在它的激励下,越来越多的目光也开始转向了Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,因为他们具有很高的载流子迁移率和特殊的光学性质等。但是刻蚀Ⅲ-Ⅴ化合物半导体要比Si复杂的多,至今还没有完全理解其形成机理。本文选择半导体InP作为研究对象,因为InP具有很多优于GaAs的性质。实验发现在不同条件下可以产生不同的多孔结构,可以预见,如果刻蚀条件选择适当,就会形成规则的纳米多孔阵列。本文发现大多数刻蚀后的样品,大孔层的上面往往被一层微孔覆盖,这种微孔的孔径要比大孔小的多。本文对样品表面预留划痕并进行刻蚀,发现刻蚀后,有划痕的部分比完整样品表面优先出现大孔。文中对这种情况进行了分析,表明表面预处理对刻蚀初始位置的影响很大;还发现在一定条件下形成的孔壁存在侧蚀现象,某些孔壁还表现出:随着孔深增加,孔壁较为光滑,侧蚀程度明显减小的特征。文中对此进行了分析,有望得到具有光滑孔壁的多孔阵列。本文通过对不同掺杂浓度的样品进行刻蚀,发现重掺杂的样品刻蚀出的孔在深度和孔径上都比中度掺杂的大。本文研究了刻蚀中出现的电流振荡现象。实验发现在电压较大的时候,存在电流的周期性振荡,其振幅随着外加电压的增加而增大;当外加电压小于1.3V时,大幅度振荡不会出现。除了大幅度周期性振荡外,在每个大幅振荡之间还有一些混乱的小幅振荡。文中通过对比典型的I-t曲线和刻蚀形貌,对这种大幅振荡和小幅振荡分别运用V. Lehmann和Jens模型成功地进行了分析。

关键词：电化学刻蚀多孔InP 侧蚀电流振荡