Chế tạo dây nano trên đế Si bằng phương pháp hoá học đơn giản với thời gian chế tạo rất ngắn
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
-
Mai Thị Kiều Liên
Từ khóa:
Dây nano
Si
kĩ thuật khắc hoá học
ăn mòn hoá học
Tóm tắt
Để sản xuất dây nano Si có năng suất cao ở quy mô lớn với chi phí thấp, giải pháp hợp lí là dùng các kĩ thuật dựa trên dung dịch. Trong nghiên cứu này, kĩ thuật dựa trên dung dịch được dùng để chế tạo dây nano Si trực tiếp trên đế Si (100) trong thời gian rất ngắn với các bước thí nghiệm đơn giản, sử dụng bạc là chất xúc tác và tiến hành ở nhiệt độ phòng, áp suất khí quyển. Các kết quả thực nghiệm cho thấy, độ dài và độ hấp thụ của dây nano Si tăng theo thời gian nhúng trong dung dịch ăn mòn hoá học. Tuy nhiên, thời gian ăn mòn không làm ảnh hưởng đến chất lượng của các dây nano Si. Phương pháp hoá học đơn giản này cũng được thử nghiệm trên đế Ge (100) nhưng không thành công. Để chế tạo dây nano Ge cần dùng dung dịch ăn mòn hoá học khác hoặc thử nghiệm bằng phương pháp khác.
Tài liệu tham khảo
-
[1] R. G. Treuting, S. M. Arnold, “Orientation habits of metal whiskers”, Acta Metallurgica, 5(10), Elsevier, 1957, 1 (598-598).
[2] V. A. Nebol’sin, A. A. Shchetinin, A. A. Dolgachev, V. V. Korneeva, “Effect of the Nature of the Metal Solvent on the Vapor-Liquid-Solid Growth Rate of Silicon Whiskers”, Inorganic Materials, 41, Springer, 2005, 4 (1256-1259).
[3] S. Kodambaka, J. Tersoff, M. C. Reuter, F. M. Ross, “Diameter-Independent Kinetics in the Vapor-Liquid-Solid Growth of Si Nanowires”, Physical Review Letters, 96(096105), The American Physical Society, 2006, 4 (1-4).
[4] L. D. Toan, E. Moyen, M. R. Zamfir, J. Joe, Y. W. Kim, and D. Pribat, “Si nanowires grown by Al-catalyzed plasma-enhanced chemical vapor deposition: synthesis conditions, electrical properties and application to lithium battery anodes”, Material Research Express, 3, IOPscience, 2016, 10 (015003-1−015003-10).
[5] R. A. Puglisi, C. Bongiorno, S. Caccamo, E. Fazio, G. Mannino, F. Neri, S. Scalese, D. Spucches, and A. L. Magna, “Chemical Vapor Deposition Growth of Silicon Nanowires with Diameter Smaller Than 5 nm”, ACS Omega, 4, ACS Publications, 2019, 5 (17967-17971).
[6] E. S. Greiner, J. A. Gutowski, W. C. Ellis, “Preparation of Silicon Ribbons”, Journal of Applied Physics, 32(11), American Institute of Physics, 1961, 2 (2489-2490).
[7] R. S. Wagner, W. C. Ellis, K. A. Jackson, S. M. Arnold, “Study of the Filamentary Growth of Silicon Crystals from the Vapor”, Journal of Applied Physics, 35(10), American Institute of Physics, 1964, 8 (2993-3000).
[8] Z. Yuan, C. Wang, K. Chen, Z. Ni, and Y. Chen, “Amorphous Silicon Nanowires Grown on Silicon Oxide Film by Annealing”, Nanoscale Research Letters, 12(487), SpringerOpen, 2017, 8 (1-8).
[9] Z. W. Pan, Z. R. Dai, L. Xu, S. T. Lee, Z. L. Wang, “Temperature-Controlled Growth of Silicon-Based Nanostructures by Thermal Evaporation of SiO Powders”, The Journal of Physical Chemistry B, 105(13), ACS Publications, 2001, 8 (2507-2514).
[10] Q. Gu, H. Dang, J. Cao, J. Zhao, S. Fan, “Silicon nanowires grown on iron-patterned silicon substrates”, Applied Physics Letters, 76(21), American Institute of Physics, 2000, 2 (3020-3021).
[11] W. S. Shi, H. Y. Peng, Y. F. Zheng, N. Wang, N. G. Shang, Z. W. Pan, C. S. Lee, S. T. Lee, “Synthesis of Large Areas of Highly Oriented, Very Long Silicon Nanowires”, Advanced Materials, 12(18), Wiley Online Library, 2000, 3 (1343-1245).
[12] Y. F. Zhang, Y. H. Tang, C. Lam, N. Wang, C. S. Lee, I. Bello, S. T. Lee, “Bulk-quantity Si nanowires synthesized by SiO sublimation”, Journal of Crystal Growth, 212(1-2), Elsevier, 2000, 4 (115–118).
[13] Y. Shi, Q. Hu, H. Araki, H. Suzuki, H. Gao, W. Yang, T. Noda, “Long Si nanowires with millimeter-scale length by modified thermal evaporation from Si powder”, Applied Physics A, 80, Springer, 2005, 4 (1733-1736).
[14] P. Das Kanungo, N. Zakharov, J. Bauer, O. Breitenstein, P. Werner, U. Goesele, “Controlled in situ boron doping of short silicon nanowires grown by molecular beam epitaxy”, Applied Physics Letters, 92(26), American Institute of Physics, 2008, 3 (263107-1 – 267107-3).
[15] N. D. Zakharov, P. Werner, G. Gerth, L. Schubert, L. Sokolov, U. Goesele, “Growth phenomena of Si and Si/Ge nanowires on Si (111) by molecular beam epitaxy”, Journal of Crytal Growth, 290(1), Elsevier, 2006, 5 (6-10).
[16] P. Werner, N. D. Zakharov, G. Gerth, L. Schubert, U. Go ¨sele, “On the formation of Si nanowires by molecular beam epitaxy”, International Journal of Materials Research, 97(7), ScienceOpen, 2006, 8 (1008-1015).
[17] Y. F. Zhang, Y. F. Tang, N. Wang, C. S. Lee, I. Bello, S. T. Lee, “Silicon nanowires prepared by laser ablation at high temperature”, Applied Physics Letters, 72(15), American Institute of Physics, 1998, 3 (1835-1837).
[18] L. Schubert, P. Werner, N. D. Zakharov, G. Gerth, F. M. Kolb, L. Long, U. Goesele, T. Y. Tan, “Silicon nanowhiskers grown on〈111〉Si substrates by molecular-beam epitaxy”, Applied Physics Letters, 84(24), American Institute of Physics, 2004, 3 (4968-4970).
[19] N. Saddiqi, H. Javed, M. Islam, Dr. K. M. Ghauri, “A Review on Synthesis of Silicon Nanowires by Laser Ablation”, Chemistry and Materials Research, 6(1), IISTE, 2014, 11 (76-86).
[20] S. V. Zabotnov et. al., “Nanoparticles Produced via Laser Ablation of Porous Silicon and Silicon Nanowires for Optical Bioimaging”, Sensors, 20(4874), MDPI, 2020, 16 (1-16).
[21] S. V. Zabotnov et. al., “Pulsed Laser Ablation of Silicon Nanowires in Water and Ethanol”, Solid State Phenomena, 312, Trans Tech Publications Ltd., 2020, 6 (200-205).
[22] J. D. Holmes, K. P. Johnston, R. C. Doty, B. A. Korgel, “Control of thickness and orientation of solution-grown silicon nanowires”, Science, 287(5457), ScienceMag, 2000, 3 (1471-1473).
[23] X. M. Lu, T. Hanrath, K. P. Johnston, B. A. Korgel, “Growth of Single Crystal Silicon Nanowires in Supercritical Solution from Tethered Gold Particles on a Silicon Substrate”, Nano Letters, 3(1), ACS Publications, 2003, 7 (93-99).
[24] T. Hanrath, B. A. Korgel, “Supercritical Fluid–Liquid–Solid (SFLS) Synthesis of Si and Ge Nanowires Seeded by Colloidal Metal Nanocrystals”, Advanced Materials, 15(5), Willey Online Library, 2003, 5 (437-440).
[25] Y.-H. Yang, S.-J. Wu, H. S. Chiu, P.-I. Lin, Y.-T. Chen, “Catalytic Growth of Silicon Nanowires Assisted by Laser Ablation”, The Journal of Physical Chemistry B, 108(3), ACS Publications, 2004, 7 (846-852).
[26] H. Y. Tuan, A. Ghezelbash, B. A. Korgel, “Silicon Nanowires and Silica Nanotubes Seeded by Copper Nanoparticles in an Organic Solvent”, Chemistry of Materials, 20(6), ACS Publications, 2008, 8 (2306-2313).
[27] Y. Liu, G. Ji, J. Wang, X. Liang, Z. Zuo., and Y. Shi, “Fabrication and photocatalytic properties of silicon nanowires by metal-assisted chemical etching: effect of H2O2 concentration”, Nanoscale Research Letters, 7(663), Springer, 2012, 9 (1-9).
[28] T. Shimizu et. al., “Fabrication of nanocone arrays by two step metal assisted chemical etching method”, Microelectronic Engineering, 153, Elsevier, 2016, 5 (55-59).
[29] S. Kato, T. Yamazaki, Y. Kurokawa, S. Miyajima, and M. Konagai, “Influence of Fabrication Processes and Annealing Treatment on the Minority Carrier Lifetime of Silicon Nanowire Films”, Nanoscale Research Letters, 12(242), SpringerOpen, 2017, 7 (1-7).
[30] I. Leontis, M. A. Botzakaki, S. N. Georga, and A. G. Nassiopoulou, “Study of Si Nanowires Produced by Metal-Assisted Chemical Etching as a Light-Trapping Material in n‑type c‑Si Solar Cells”, ACS Omega, 3, ACS Publications, 2018, 9 (10898-10906).
[31] Y. Jeong, C. Hong, Y. H. Jung, R. Akter, H. Yoon, and I. Yoon, “Enhanced Surface Properties of Light-Trapping Si Nanowires Using Synergetic Effects of Metal-Assisted and Anisotropic Chemical Etchings”, Scientific Reports, 9(15914), NatureResearch, 2019, 9 (1-9).
[32] F. J. Wendisch, M. Rey, N. Vogel, and G. R. Bourret, “Large-Scale Synthesis of Highly Uniform Silicon Nanowire Arrays Using Metal-Assisted Chemical Etching”, Chemistry of Materials, 32, ACS Publications, 2020, 10 (9425-9434).
[33] A. A. Leonardi, M. J. L. Faro, and A. Irrera, “Silicon Nanowires Synthesis by Metal-Assisted Chemical Etching: A Review”, Nanomaterials, 11(383), MDPI, 2021, 24 (1-24).
[34] S. Pillai, K.R. Catchpole, T. Trupke, M.A. Green, “Surface plasmon enhanced silicon solar cells”, Journal of Applied Physics, 101(9), American Institute of Physics, 2007, 8 (093105-1 − 09135-8).
[35] J. Li, H. Yu, S.M. Wong, G. Zhang, X. Sun, P.G.Q. Lo, D.L. Kwong, “Si nanopillar array optimization on Si thin films for solar energy harvesting”, Applied Physics Letters, 95(3), American Institute of Physics, 2009, 3 (033102-1 – 033102-3).
[36] L. T. Q. Ngan, Chế tạo, nghiên cứu tính chất quang và định hướng ứng dụng trong tán xạ Raman tăng cường bề mặt của các hệ dây nanô silic xếp thẳng hàng, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2016.
[37] A.M.S. Salem, F. A. Harraz, S.M. El-Sheikh, S. I. Shah, “Novel Si nanostructures via Ag-assisted chemical etching route on single and polycrystalline substrates”, Materials Science & Engineering B, 262(114793), Elservier, 2020, 9 (1-9).
Xem thêm
Ẩn bớt
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Sep 30, 2021
Download
Cách trích dẫn
Mai Thị Kiều Liên. “Chế tạo dây Nano Trên đế Si bằng phương pháp Hoá học đơn giản với thời Gian Chế tạo rất ngắn”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 19, số p.h 9, Tháng Chín 2021, tr 59-63, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7585.
