声空化物理化学综合法制备发光多孔硅薄膜的微结构与发光特性

刘小兵; 史向华; 廖太长; 任  鹏; 柳  玥; 柳  毅; 熊祖洪; 丁训民; 侯晓远

doi:10.7498/aps.54.416

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摘要
声空化所引发的特殊的物理、化学环境为制备高效发光的多孔硅薄膜提供了一条重要的途径.实验结果表明，声化学处理对于改善多孔硅的微结构，提高发光效率和发光稳定性都是一项非常有效的技术.超声波加强阳极电化学腐蚀制备发光多孔硅薄膜，比目前通用的常规方法制备的样品显示出更优良的性质.这种超声的化学效应源于声空化，即腐蚀液中气泡的形成、生长和急剧崩溃，在多孔硅的腐蚀过程中，孔中的氢气泡，由于超声波的作用增加了逸出比率和塌缩，有利于孔沿垂直方向的腐蚀.

关键词:
声空化方法 /

微结构 /

发光特性 /

多孔硅
Abstract
The special physicochemical environment caused by sonic_vacating provides an important outlet for the preparation of highly efficient luminescent porous silicon films.Experimental results show that sonic_chemical treatment is an effective t echnology for the improvement of the microstructure of porous silicon,and the luminescent efficiency and stability thereof.Luminescent porous silicon films,prep ared by ultrasonic-enhanced anode electrochemical etching,display better qualiti es than the samples prepared by conventionai methods widely used at present.This ultrasonic_chemical effect roots in sonic_vacating,i.e. the generation,formatio n and rapid collapse of bubbles in the etching solution.In the process of the po rous silicon being etched,the escape rate and caving_in of hydrogen bubbles in t he pores is increased as a result of the work of the ultrasonic waves,which is h elpful to the vertical etching of the pores.

Keywords:
sonic_vacating method /

microstructure /

characteristics of luminescent /

porous silicon
作者及机构信息
刘小兵²,

史向华²,

廖太长⁴,

任鹏¹,

柳玥³,

柳毅³,

熊祖洪⁵,

丁训民³,

侯晓远³

(1)长沙理工大学期刊中心，长沙 410076; (2)长沙理工大学物理与电子科学系，长沙 410077;复旦大学应用表面物理国家重点实验室，上海 200433; (3)复旦大学应用表面物理国家重点实验室，上海 200433; (4)湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室，长沙 410082；长沙理工大学计算机与通信工程学院，长沙 410076; (5)西南师范大学物理系，重庆 400715

基金项目: 湖南省自然科学基金(批准号：04JJ3030)和国家自然科学基金(批准号：19525410)资助的课题.
Authors and contacts
Liu Xiao-Bing²,

Shi Xiang-Hua²,

Liao Tai-Chang⁴,

Ren Peng¹,

Liu Yue³,

Liu Yi³,

Xiong Zu-Hong⁵,

Ding Xun-Min³,

Hou Xiao-Yuan³

(1)长沙理工大学期刊中心，长沙 410076; (2)长沙理工大学物理与电子科学系，长沙 410077;复旦大学应用表面物理国家重点实验室，上海 200433; (3)复旦大学应用表面物理国家重点实验室，上海 200433; (4)湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室，长沙 410082；长沙理工大学计算机与通信工程学院，长沙 410076; (5)西南师范大学物理系，重庆 400715
参考文献

施引文献

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[4]	严达利, 李申予, 刘士余, 竺云. 银纳米颗粒/多孔硅复合材料的制备与气敏性能研究. 物理学报, 2015, 64(13): 137104. doi: 10.7498/aps.64.137104
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声空化物理化学综合法制备发光多孔硅薄膜的微结构与发光特性

1. (1)长沙理工大学期刊中心，长沙 410076; (2)长沙理工大学物理与电子科学系，长沙 410077;复旦大学应用表面物理国家重点实验室，上海 200433; (3)复旦大学应用表面物理国家重点实验室，上海 200433; (4)湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室，长沙 410082；长沙理工大学计算机与通信工程学院，长沙 410076; (5)西南师范大学物理系，重庆 400715

基金项目: 湖南省自然科学基金(批准号：04JJ3030)和国家自然科学基金(批准号：19525410)资助的课题.

收稿日期: 2004-03-04

修回日期: 2004-04-09

刊出日期: 2005-01-19

摘要: 声空化所引发的特殊的物理、化学环境为制备高效发光的多孔硅薄膜提供了一条重要的途径.实验结果表明，声化学处理对于改善多孔硅的微结构，提高发光效率和发光稳定性都是一项非常有效的技术.超声波加强阳极电化学腐蚀制备发光多孔硅薄膜，比目前通用的常规方法制备的样品显示出更优良的性质.这种超声的化学效应源于声空化，即腐蚀液中气泡的形成、生长和急剧崩溃，在多孔硅的腐蚀过程中，孔中的氢气泡，由于超声波的作用增加了逸出比率和塌缩，有利于孔沿垂直方向的腐蚀.

关键词:

The microstructure and characteristics of luminescent porous silicon film prepared by the physicochemical sonic-vacating method

1.
(1)长沙理工大学期刊中心，长沙 410076; (2)长沙理工大学物理与电子科学系，长沙 410077;复旦大学应用表面物理国家重点实验室，上海 200433; (3)复旦大学应用表面物理国家重点实验室，上海 200433; (4)湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室，长沙 410082；长沙理工大学计算机与通信工程学院，长沙 410076; (5)西南师范大学物理系，重庆 400715

Received Date: 04 March 2004

Accepted Date: 09 April 2004

Published Online: 19 January 2005

Abstract: The special physicochemical environment caused by sonic_vacating provides an important outlet for the preparation of highly efficient luminescent porous silicon films.Experimental results show that sonic_chemical treatment is an effective t echnology for the improvement of the microstructure of porous silicon,and the luminescent efficiency and stability thereof.Luminescent porous silicon films,prep ared by ultrasonic-enhanced anode electrochemical etching,display better qualiti es than the samples prepared by conventionai methods widely used at present.This ultrasonic_chemical effect roots in sonic_vacating,i.e. the generation,formatio n and rapid collapse of bubbles in the etching solution.In the process of the po rous silicon being etched,the escape rate and caving_in of hydrogen bubbles in t he pores is increased as a result of the work of the ultrasonic waves,which is h elpful to the vertical etching of the pores.

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