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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 物理化学
题名: 催化化学气相沉积制备硅薄膜及纳米材料的研究
作者: 程士敏
答辩日期: 2013-01-28
导师: 李灿
专业: 物理化学
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 硅薄膜及其纳米材料作为当今光伏电池和纳米器件的重要基础材料,引起了人们的广泛关注和极大的研究兴趣。化学气相沉积是制备硅薄膜及纳米材料的有效手段。本文采用热丝(催化)化学气相沉积(HWCVD)和催化热化学气相沉积(CVD)方法制备了硅薄膜、硅纳米薄膜及硅纳米线(Si NWs)材料,并对材料的性质进行了研究,主要内容包括: 通过调节各种实验参数,利用HWCVD可控制备了从非晶到微晶再到多晶结构的硅薄膜。发展了碳化钽丝(碳化钽包覆的钽丝)催化剂,不同于常规的金属钨丝和钽丝等,碳化钽丝在制备硅薄膜过程中表现出了很好的结构稳定性能,XRD和ICP-AES表征没有发现明显的硅沉积现象,对其长时间工作性能和抗老化机理进行了研究,此热丝催化剂有潜在的工业应用价值。 首次以离子液体作为衬底应用到HWCVD系统中,在离子液体[BMIM][BF4]表面制备出自支撑的硅薄膜,对样品的TEM和AFM研究结果表明硅薄膜在离子液体液面的生长呈现出类似先层后岛(Stranski-Krastanov)型生长模式。此外,不同离子液体液面生成物有所不同。通过引入专门设计的刮刀,实现了自支撑的硅纳米薄膜批量制备,在光电器件中将有一定的应用前景。 采用具有良好半导体性质兼容性的低熔点铟(In)和锡(Sn)催化剂,催化热CVD一步制备出具有晶体核-非晶壳层结构的Si NWs,其生长过程遵循气液固(VLS)-气固(VS)依次发生的机理,导电玻璃FTO衬底上原位生成的Sn催化剂能有效地促进Si NWs的生成,减少了低熔点金属易氧化的影响。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116770
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程士敏. 催化化学气相沉积制备硅薄膜及纳米材料的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2013.
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