[發明專利]一種基于電化學腐蝕的硅納米帶的制備方法

有效

• 申請號: 201710118094.6
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106868580B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 陳松巖;張子啟;韓響;林紹銘;李成;黃巍
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C25F3/12
• 分類號: C25F3/12;C30B33/10;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種基于電化學腐蝕的硅納米帶的制備方法，涉及硅納米帶。把P型摻雜的硅片切成方形，在硅片背面濺射銅電極；將硅片置于電化學腐蝕槽中；配制電解液；分別把硅片的背電極接電源陽極，電解液接電源陰極進行電化學腐蝕和硅納米帶剝離；將得到的硅片沖洗，烘干，即得硅納米帶。創造性地制備出結構新穎、分布均勻有序的硅納米帶二維材料，所采用的電化學腐蝕方法是一種簡易、低成本的新方法。

技術領域

本發明涉及硅納米帶，尤其是涉及一種基于電化學腐蝕的硅納米帶的制備方法。

背景技術

納米材料是當今世界很有前途的技術，已經在力學、磁學、電學、熱學、光學和生命科學等領域展示出了良好的應用前景([1]Chandra S，Bag S，Bhar R，PramanikP.J.Nanopart.Res.，2011，13:2769-2777；[2]Okpalugo T I T，Papakonstantinou P，Murphy H，McLaughlin J，Brown N M D.Carbon，2005，43:153-160；[3]Wei D，IvaskaA.Chem.Anal.，2006，51:839-852)。其中二維納米材料具有原子級厚度，這種獨特的維度受限結構表現出的量子限域效應和表面效應，使得二維材料呈現出與體相材料截然不同的電學性質，為探索新型電化學能源存儲帶來了希望([4]Helmholtz H.Annalen.Der.Physik.，1879，243:337-382；[5]Malak-Polaczyk A，Vix-Guterl C，Frackowiak E.Energy Fuels，2010，24:3346-3351)。

目前，人們已經制備出多種硅的納米結構，包括硅納米球、硅納米線、硅納米管、硅納米薄膜等，涉及到CVD生長、分子束外延、濺射、化學腐蝕等多種方法。多數納米材料的制備方法存在工藝復雜，成本高的問題([6]S.W.Lee,M.T.McDowell,J.W.Choi,and Y.Cui,Nano Lett.,11,3034(2011))。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于電化學腐蝕的硅納米帶的制備方法。

本發明包括以下步驟：

1)把P型摻雜的硅片切成方形，在硅片背面濺射銅電極；

在步驟1)中，所述硅片可采用厚度為425～475μm，晶向<100>，電阻率為1～10Ω·cm的硅片，所述方形可采用2cm×2cm的方形，所述銅電極的厚度可為300nm。

2)將硅片置于電化學腐蝕槽中；

在步驟2)中，所述電化學腐蝕槽可采用腐蝕孔直徑為11mm的電化學腐蝕槽。

3)配制電解液；

在步驟3)中，所述電解液可采用80mL電解液，所述電解液可由HF和DMF混合而成，所述HF的質量濃度可為40％，DMF的質量濃度可為99.5％；HF與DMF的體積比可為1︰2。

4)分別把硅片的背電極接電源陽極，電解液接電源陰極進行電化學腐蝕和硅納米帶剝離；

在步驟4)中，所述電化學腐蝕和硅納米帶剝離的電化學腐蝕時間可為60～100min，電流可為10～22mA，硅納米帶剝離的時間可為30～40min，電流可為60～70mA。

5)將步驟4)得到的硅片沖洗，烘干，即得硅納米帶。

在步驟5)中，所述沖洗可采用去離子水沖洗；所得硅納米帶的長度可為50～100μm，寬度可為200～300nm，厚度可為10nm。

本發明創造性地制備出結構新穎、分布均勻有序的硅納米帶二維材料，所采用的電化學腐蝕方法是一種簡易、低成本的新方法。

附圖說明