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题目:化学刻蚀法制备硅纳米线阵列及其光催化性能研究

关键词:硅纳米线阵列;化学刻蚀法;表面修饰;光催化性能

  摘要


硅是微电子器件中应用最为广泛的半导体材料,广泛存在于自然界中,是目前地球上储藏最丰富的材料之一。虽然半导体材料在不断发展,但硅基材料有着成熟的半导体工艺技术和低廉的成本优势,始终是该领域的研究热点。作为纳米材料,硅纳米线表现出与体材料不同的光、电、磁、热等物理特性,因此对其性能的研究也成了人们关注的热点。本文主要对硅纳米线(SiNWs)及其复合阵列在光催化降解方面的应用进行研究。

采用化学刻蚀的方法制备出SiNWs阵列。SEM测试表明硅纳米线排列规整、取向一致,直径约为80~300nm,长度约为51μm。

对硅纳米线阵列进行表面修饰处理,制备Ag/SiNWs复合阵列、Cu2O/SiNWs复合阵列。以罗丹明B为被降解物,对它们的催化能力进行研究,发现Cu2O/SiNWs复合阵列的光催化效果明显加强。在H2O2的辅助下,Cu2O/SiNWs复合阵列的光催化性能得到了大的提高。最后给出了Cu2O/SiNWs复合阵列的光催化机理,认为光催化效率的提高是由于在p型的Cu2O纳米粒子和n型的SiNWs阵列之间形成了p-n型异质结和内建电场,有利于光生电子空穴对的有效分离。