硅纳米线的表征、性能及应用.pdfVIP

2830 功 能 材 料 2004 年增刊 （35 ）卷 硅纳米线的表征、性能及应用 ∗ 裴立宅，唐元洪，陈扬文，郭 池，张 勇 （湖南大学材料科学与工程学院，湖南 长沙 410082 ） 摘 要：硅纳米线是近年来发展起来的一种新型的纳 获得结构信息。STM 具有高分辨率的优点，Ma 等[10] 米半导体材料。电镜、X 射线光电子能谱 （XPS ）、 对硼掺杂硅纳米线的 STM 研究表明硅纳米线中存在 拉曼光谱、近边 X 射线吸收精细结构光谱 纳米线及纳米粒子链，同时在线表面观察到了规则的 （NEXAFS ）、能量色散 X 射线分析（EDS ）等方法 纳米区域，这可能是由于硼元素诱导表面重组而形成 是表征硅纳米线的有效手段，由于硅纳米线具有特殊 的。 的光致发光、场发射、电子输运等性能，可以实现在 2.2 X 射线光电子能谱（XPS ） 纳米传感器等多种纳米电子器件及合成其它纳米材 又称化学分析用电子能谱法 （ESCA ），可用于元 料的模板方面的应用。本文综述了硅纳米线的表征、 素及其化学状态的定性、定量分析，通过谱峰化学位 性能及应用的必威体育精装版进展。 移的分析不仅可以确定原子存在于何种化合物中，还 关键词：硅纳米线；掺杂；表征；性能；应用 可以研究样品的化学结构。 中图分类号：TN304.1 ；TN305.3 文献标识码：A 2.3 拉曼光谱 文章编号：1001-9731 （2004 ）增刊-2830-06 拉曼光谱揭示材料的空位、间隙原子、位错、晶 界等方面关系，提供相应信息，可用作纳米材料分析。 1 引 言 硅纳米线的拉曼光谱研究表明在521cm-1 位置时存在 明显的波峰，波峰外形与纳米尺寸的硅纳米晶或缺陷 自从硅纳米线于 1998 年首次实现了大量制备以 [1~3] 有关，波的不均匀与非化学计量比的氧化硅有关[11] 。 来 ，其研究取得了较大进展。人们对其进行的透 2.4 近边X 射线吸收精细结构光谱（NEXAFS ） 射电子显微镜、X 射线衍射分析、近边X 射线吸收精 Tang 等[12,13]对激光烧蚀法制备的磷掺杂硅纳米 细结构光谱、电子输运、光致发光特性、拉曼光谱以 线进行了NEXAFS 测量。通过NEXAFS 探测深度的 及场发射的研究均有报道，为实现硅纳米线的应用奠 研究，可以确认元素磷的位置究竟是存在于线的表面 定了良好的理论基础。硅纳米线由于自身所特有的光 还是存在于核中，及其化学键状态。这是因为总电子 学和电学性质以及高表面活性引起了科技界的广泛 产额TEY 收集的是电子信号，是从样品表面发出的， 关注，在纳米传感器、场发射显示器件等各种纳米电 而荧光产额 FLY 收集的是声子信号，是从样品内部 子器件及合成其它纳米材料的模板等方面的应用研 发出的。通过NEXAFS 研究，测量了Si