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随着工业化进程的不断推进以及经济的不断发展,家庭和社会生活环境中出现的各种复杂成份的气体,尤其是对于人类健康有害的NOx、NH3以及各种挥发性有机物越来越多。因此准确、可靠地检测这些气体显得十分必要。现有的气敏传感器多在高温下才能工作,且体积庞大不利于集成。因此探索一种能在室温下工作的、并且利于小型化、集成化使用的气敏传感器是非常必要的。硅纳米线具有室温敏感性能,但其室温灵敏度比较低,且有些制备工艺复杂或者需高昂的实验设备,限制了硅纳米线气敏传感器的应用。本文采用简便、经济的一步金属辅助刻蚀法刻蚀单晶硅片获得了垂直定向的硅纳米线阵列,研究了刻蚀剂浓度、刻蚀时间对刻蚀形貌的影响,得到了刻蚀剂的最佳刻蚀浓度和刻蚀时间。对于形成的硅纳米线,研究了各种表面金属修饰对硅纳米线敏感性能的影响。与未掺杂纯硅纳米线相比,利用磁控溅射法在硅纳米线表面溅射修饰金属Cu、Ti、W后形成的表面修饰硅纳米线气敏传感器对于5ppm的NO2气体的灵敏度和响应-恢复时间性能均有不同程度的提高。基于半导体传感器的表面控制的敏感机理,本论文发展了一种能够显著提高硅纳米线阵列活性表面积的各向异性二次刻蚀工艺,通过利用各向异性刻蚀剂KOH粗糙化纳米线表面而形成具有表面粗糙结构的硅纳米线阵列,其BET表面积较二次刻蚀前增大了十倍,同时,硅纳米线的直径变小,纳米线的团簇现象减弱。研究了二次刻蚀时间在10-80s范围内传感器的刻蚀形貌以及对于100ppmH2的响应特性,发现在二次刻蚀时间为20s时得到的粗糙结构硅纳米线具有最高的灵敏度,其对50-1000ppm的H2具有线性灵敏度响应。对光滑表面硅纳米线和经KOH二次刻蚀20s形成的粗糙硅纳米线气敏传感器的NO2敏感性能测试表明,二次刻蚀样品具有明显高的灵敏度和更快的响应恢复特性。因此,本论文发展的硅纳米线的各向异性二次刻蚀是一种改善硅纳米线室温敏感性能的有效方法。