硅纳米线尖端阵列的制备及其性能研究
目前光电子领域使用的激光器是由砷化镓或磷化铟等材料制作的,不仅成本高,而且难以集成到硅芯片中.若能直接用硅制造激光器,就能解决上述问题.人们已发现硅的发光性能与其尺寸有关,当尺寸小到纳米量级时,在量子效应的作用下,其发光能力会增强. 本文利用一种将银镜反应与金属催化化学刻蚀相结合的方法,成功地在室温附近制备出了硅纳米线尖端阵列,其长度为4～7μm左右,中间部分的直径在100～300nm之间.该方法操作简单、高效、无毒、可控以及低成本,且不需要高温、复杂的设备,对环境也没有特殊要求. 若能用这种硅纳米材料制备出新型半导体激光器,那么对于降低激光器的成本是有很大帮助的,又由于本文的方法是直接在硅基底上制备的硅纳米材料,这就不存在难于集成到硅芯片中的问题了.此外,这种硅纳米材料还可以应用在场发射器件之上(可作光电阴极),它将会有着很广的应用前景.初步得出了以下结果:这种硅纳米材料能够有效实现电子发射,开启电场约为2.7V/μm(电流密度10μA/cm2处);硅纳米尖端阵列的场增强因子约为692.
半导体激光器 硅纳米线 尖端阵列 银镜反应 化学刻蚀 电子发射
蒋一岚 袁晓东 廖威 陈静 张传超 张丽娟 王海军 栾晓雨 叶亚云
中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳 621900
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2014-08-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）