[發明專利]一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法

在審

• 申請號: 201810030931.4
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN110028038A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 秦玉香;姜蕓青;趙黎明;聞棕擇
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法，其特征在于，按照下述步驟進行：

步驟1，對硅片進行親水或者疏水改性，使用疏水改性溶液以得到聚集型硅納米線，或者使用親水改性溶液得到垂直分散型硅納米線

步驟2，將步驟1經過改性的硅片進行濕法化學刻蝕，以形成硅納米線；首先，將步驟1經過改性的硅片浸入硝酸銀和氫氟酸的混合水溶液中，以使沉積銀納米顆粒，再浸入過氧化氫和氫氟酸的混合水溶液中，以進行刻蝕，形成硅納米線

步驟3，將經步驟2制備的硅納米線置于硝酸中以去除剩余銀顆粒并使用去離子水清洗以保持硅納米線的聚集結構或垂直分散結構。

2.根據權利要求1所述的一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法，其特征在于，在進行步驟3之后，將硅納米線置于疏水改性溶液中進行處理，以使硅納米線由聚集結構轉變為垂直分散結構。

3.根據權利要求1所述的一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法，其特征在于，在步驟1中，硅片為P型或N型，晶向為110，單面拋光，電阻率為0.005～15Ω·cm。

4.根據權利要求1所述的一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法，其特征在于，在步驟1中，將硅片浸泡在親水或疏水改性溶液中，采用室溫20—25攝氏度下浸泡10-30分鐘，后放入去離子水中沖洗。

5.根據權利要求1所述的一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法，其特征在于，在步驟1中，疏水改性溶液為氫氟酸或者3-氯丙基三甲氧硅烷的甲苯溶液；在氫氟酸中，氟化氫的體積百分數為1-5％，優選2—5％；在3-氯丙基三甲氧硅烷的甲苯溶液中，3-氯丙基三甲氧硅烷的質量百分數為0.1-1％，3-氯丙基三甲氧硅烷純度為98％，優選0.5—1％。

6.根據權利要求1所述的一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法，其特征在于，在步驟1中，親水改性溶液為濃硫酸與過氧化氫水溶液的混合溶液，或者氨水、過氧化氫水溶液和去離子水的混合溶液；在濃硫酸與過氧化氫水溶液的混合溶液中，濃硫酸與過氧化氫水溶液的體積比為(1—4)：1，優選(2—4)：1，所述濃硫酸中硫酸的質量百分數為96—98wt％，所述過氧化氫水溶液中過氧化氫的體積百分數為20—30％；在氨水、過氧化氫水溶液和去離子水的混合溶液中，氨水、過氧化氫水溶液和去離子水的體積比為1：1：(1—5)，優選1：1：(2—5)，所述過氧化氫水溶液中過氧化氫的體積百分數為20—30％，所述氨水的質量百分數為20—25％。

7.根據權利要求1所述的一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法，其特征在于，在步驟2中，將步驟1經過改性的硅片浸入硝酸銀和氫氟酸的混合水溶液中，室溫20—25攝氏度下浸泡20-90秒，優選30—60s；硝酸銀的濃度為0.002～0.02M，氟化氫的濃度為5-7M，優選硝酸銀的濃度為0.005～0.01M，氟化氫的濃度為5-6M。

8.根據權利要求1所述的一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法，其特征在于，在步驟2中，浸入過氧化氫和氫氟酸的混合水溶液中，室溫20—25攝氏度下浸泡30-90分鐘，優選40—60min，過氧化氫的濃度為10—12M，氟化氫的濃度為5-7M。

9.根據權利要求1所述的一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法，其特征在于，在步驟3中，硝酸為硝酸的水溶液，質量百分數為50—80％。

10.根據權利要求2所述的一種面向不同領域應用的硅納米線微結構調控方法，其特征在于，所述疏水改性溶液為氫氟酸或者3-氯丙基三甲氧硅烷的甲苯溶液；在氫氟酸中，氟化氫的體積百分數為1-5％，優選2—5％；在3-氯丙基三甲氧硅烷的甲苯溶液中，3-氯丙基三甲氧硅烷的質量百分數為0.1-1％，3-氯丙基三甲氧硅烷純度為98％，優選0.5—1％；疏水改性溶液處理時間為3—10min，優選5—10min。