一、多孔硅PL谱的影响因素分析（论文文献综述）
吕长武[1]（2017）在《多孔硅光子器件的生物检测研究》文中认为多孔硅光学生物传感器的研究一直是多孔硅应用研究的热点。如何提高多孔硅传感器的检测灵敏度是研究者非常关心的问题。本文通过设计新结构、应用新检测方法和利用生物标记传感的方法来改进多孔硅传感器的灵敏度。本文主要研究基于多孔硅一维光子晶体结构的光学生物传感器。制备了新的多孔硅光栅与光子晶体复合结构并用于DNA浓度的检测。利用多孔硅光栅各级衍射光的角度分辨衍射谱进行多孔硅光学生物传感。研究了量子点标记DNA的方法来提高多孔硅光子晶体结构检测DNA生物分子的灵敏度。把多孔硅作为表面增强拉曼散射的基底材料,制备和优化了多孔硅/银复合结构。主要的工作内容及结论如下:1.用一种简便的方法制备了衍射光栅和一维光子晶体复合的全多孔硅光栅结构传感器件。测量了光栅各级衍射光在不同入射角时的衍射效率,得到了角度分辨的衍射效率谱。分别用理论和实验研究了这种多孔硅复合结构光学器件的2级和3级衍射光光强与入射角变化的关系。该结构的衍射效率谱对其与生物分子偶联时引起的折射率变化非常敏感。在检测8个碱基的抗冻蛋白DNA片段杂交时,检测极限达到了41.7n M。这是一种灵敏度高,制作方法简便,成本低廉的生物传感器。同时利用角度分辨的衍射效率谱进行生物检测未见报道。2.理论分析了用严格耦合波分析法求解一般光栅的衍射效率问题。数值模拟分析了影响表面浮雕矩形光栅衍射效率的因素与利用角度分辨衍射谱进行生物分子检测的可行性。实验制备了多孔硅双光栅和多光栅,测量了其角度分辨衍射谱。研究了多孔硅光栅在氧化与硅烷化后0级和-1级衍射的角度分辨衍射谱。结果表明多孔硅多层光栅的角度分辨衍射谱干涉峰较多且衍射效率有较大提高,但在功能化过程中干涉峰的移动没有明显规律。而多孔硅双层光栅结构的角度谱呈现了两个较宽的干涉峰,峰的移动有一定的规律性。在硅烷化检测APTES小分子时,干涉峰移动了11度。多孔硅双层光栅新结构在检测化学小分子的表现为其应用于生物分子检测并期望高灵敏度生物传感打下了基础。3.用不添加氧化剂的HF腐蚀液在无光照条件下电化学腐蚀制备了n型大孔的多孔硅光子晶体结构。利用微腔反射谱的缺陷态位置随折射率改变而发生移动的特点,通过微腔的反射光谱检测了用Cd Se/Zn S水溶性量子点标记的DNA目标分子。利用量子点的高折射率特性,使量子点与DNA偶联达到放大目标DNA的光学响应信号的目的,提高检测的灵敏度。同时利用量子点的荧光特性检测了与其偶联的DNA分子,结合荧光检测和反射谱检测得到了基于多孔硅微腔检测量子点偶联DNA的结果。荧光检测结果表明量子点偶联DNA的荧光强度可实现较高灵敏度的DNA检测。反射谱检测实验结果表明用量子点标记DNA可以提高DNA检测灵敏度五倍以上。4.一种简便、低成本和高效的方法来制备表面增强拉曼散射（SERS）衬底。该方法通过将多孔硅直接浸渍在银溶液中,银颗粒沉积在多孔硅上从而形成高效的SERS衬底。作为目标分子的罗丹明6G,其SERS光谱受到多孔硅表面的银颗粒形态的影响。我们研究了对银粒子形态有重要影响的三个关键因素:溶液浓度,浸渍时间和多孔层厚度对SERS光谱的影响。在多孔层厚度约3μm,并在50m M Ag NO3溶液中浸泡3min的基底上观察到高效的SERS光谱。基底的SEM图像显示,在这种基底的表面上尺寸几微米的大银颗粒的间隙中存在许多尺寸为几个纳米的小银颗粒。银颗粒的这种形态和分布使得多孔硅基底具有很好的表面增强拉曼散射效果。SERS活性基底在空气中存放两周后仍然有很好的拉曼光谱增强效果。
宋晓岚,喻振兴,程蕾,吴长荣,张泰隆,邓大宝[2]（2010）在《n型多孔硅的制备及其光致发光性能》文中指出采用双槽电化学腐蚀法于光照条件下在n型单晶硅片衬底上制备多孔硅（n-PS）;在室温下,采用500700 nm范围内荧光光谱和扫描电镜（SEM）测试系统研究光照、腐蚀时间、电解液含量、腐蚀电流密度及单晶硅掺杂含量等对n-PS的形成、结构形貌和光致发光性能（PL）的影响。研究结果表明,通过光照,能获得具有均匀孔分布和良好发光特性的n-PS,在约600 nm处产生较强荧光峰;随腐蚀时间、HF含量和电流密度增加,PL峰位先发生蓝移,而后又出现红移;PL发光性能呈先增强后减弱变化趋势,分别在腐蚀时间为20 min、HF含量为6%和电流密度为60 mA/cm2时峰强出现极大值;而提高掺杂含量,PL性能降低。
魏晋军[3]（2008）在《多组分纳米晶粒硅基镶嵌复合薄膜的光致发光研究》文中研究指明随着信息技术的飞速发展,信息采集、贮存、处理的容量和速度要求日益提高,电子时代的重要物质基础半导体器件正在接近或已经达到其物理极限,必须寻求新的理论和实践的突破;从微电子集成到光电子集成将使信息技术产生一个巨大的飞跃,光子时代正在日益临近。由于硅具有一系列独特的性质,而且硅集成工艺非常完善,在微电子集成中,硅的基础地位无可替代,所以实现硅发光是完成这种飞跃的关键所在,硅基发光材料已成为国内外学者研究的热点,它的光致发光机制正在被广泛深入地研究,我们研究小组在这方面进行了大量的工作,已经取得了一定的研究成果。采用磁控共溅射法在P型硅衬底上沉积了硅含量不同的纳米硅镶嵌氧化硅薄膜,溅射时采用硅/二氧化硅复合靶,通过改变硅与二氧化硅靶的面积比例来改变薄膜中的硅含量,所用复合靶上硅与总靶的面积比分别为5%,10%,20%和30%,4种样品都在氮气氛中经300℃退火30min,使用美国贝克曼公司生产的紫外可见光分光光度计（DU-7B型）对样品进行了光吸收测量,用高分辨电子透射显微镜测定了硅含量不同的系列样品中纳米硅晶粒的尺寸,确定了其光学带隙和光吸收边蓝移量,运用量子限域效应模型和介电限域效应模型进行了理论计算,证实随着薄膜中纳米硅晶粒尺寸的不断缩小,其光吸收边蓝移不断增大,两种理论模型计算值都与实验值存在一定程度的偏差,这与纳米硅晶粒尺寸的表征方法及理论模型的准确性有密切的关系。保持薄膜中硅含量不变,采用不同的退火温度进行后处理,溅射时硅/二氧化硅复合靶的面积比为10%。各样品分别在氮气氛中经过300℃, 500℃, 700℃,和900℃退火处理30min,测量了其光吸收谱,测定了系列样品的光致发光谱,发现其发光峰位几乎不发生移动,发光强度同纳米硅晶粒的尺寸间不存在单调增减的对应关系。使用不同的激发波长对同一样品进行激发测定了光致发光谱,发现样品的发光峰位也未发生明显移动,但发光强度的变化趋势差异较大,证明样品中发光中心的分布并不均匀,具有一定的层次性。采用磁控溅射法制备了SiC/ZnO/Si镶嵌结构复合薄膜,对样品在不同的温度下进行了退火后处理,测定了样品的光致发光谱,结果显示,复合薄膜的光致发光强度较单体薄膜有一定的增强,主要原因是发光复合中心的多元化和分布浓度的变化,随着退火温度的不同,各峰位的变化趋势有所不同。
张江勇[4]（2007）在《镶嵌在氮化硅薄膜中纳米硅发光机制研究》文中研究指明本工作采用螺旋波等离子体化学气相沉积技术制备了富硅氮化硅薄膜,利用拉曼散射谱（Raman）、傅立叶变换红外吸收（FTIR）谱、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见光吸收谱、光致发光（PL）和光致发光激发（PLE）谱技术对薄膜的微观结构、光学吸收及光致发光特性进行了表征与分析,并重点对其发光机理进行了详细探讨。微结构特性分析结果表明,所沉积薄膜为纳米硅／氮化硅镶嵌结构,纳米硅非连续地分布在氮化硅网络中,且随薄膜中氮含量增加,纳米硅颗粒尺寸减小；光吸收特性分析结果显示,纳米硅的量子限制效应和薄膜无序度均随尺寸减小而增强。PL谱研究结果发现,薄膜的发光表现为三个发光带的叠加：随纳米硅尺寸减小向短波长方向移动的可变发光带、基本固定在2.50 eV左右的绿色发光带和2.90 eV附近的蓝色发光带；PLE谱分析结果显示,三个发光带具有不同的来源：可变发光带与薄膜中的纳米硅相关,绿光带源于薄膜中硅悬键形成的缺陷中心发光,而蓝光带可归因于载流子在纳米硅周围的氮化硅介质中相关局域态上的辐射复合。对于与纳米硅相关的可变发光带,进一步分析表明,其发光过程可采用纳米硅量子限制效应激发-表面态发光模型进行解释,即光生载流子在纳米硅内部量子态上激发后弛豫到表面局域态经激子过程复合发光,发光能量低于纳米硅带隙,吸收和发光之间存在较大的Stokes位移。
黄燕华[5]（2006）在《高性能硅基发光材料及硅MSM结构光电探测器的研制》文中研究说明硅是目前世界上矿藏最丰富且微电子工艺最成熟的半导体材料,也是光电集成最理想的半导体材料。但是由于硅具有间接带隙,跃迁几率很低,引起硅的发光效率极低,并且发光不稳定,因此硅基发光一直是硅光电集成中最重要的难题。另外,为实现全硅光电集成,硅探测器在光互连,大容量通讯等领域中具有深远的应用前景。硅MSM结构光电探测器工艺简单,与CMOS等工艺兼容,是硅光电集成研究的一个热点。但是,由于硅本身对光的吸收系数比较低引起对光的吸收长度较长,从而引起硅MSM结构光电探测器响应速率和响应度不高。本文针对以上两个问题进行了研究,并为硅基光电单片集成做准备工作:一.多孔硅发光的制备和钝化研究。硅的发光效率低及不稳定是限制硅基发光的关键瓶颈,本文提出一种新颖的臭氧（O3）环境制备和钝化方法来改善多孔硅的发光效率,取得以下重要结果:1.该方法制备的多孔硅比传统方法制备的多孔硅发光强度增大了近一个数量级;2.对O3环境下制备和钝化的多孔硅的发光稳定性进行了两方面的研究。一方面对样品进行高功率激光持续照射30分钟的PL演变测试,发现不管是新鲜样品还是自然环境中存放129天的样品,持续的激光照射只引起很小量的PL强度衰减然后就基本维持稳定状态;另一方面对样品进行存放158天跟踪测试,发现在开始存放的61天内,发光强度不断增强,61天之后,发光强度则基本保持稳定状态。两方面的稳定性研究与前人的实验报道具有更好的发光稳定性效果。3.通过XPS,PL,FTIR等测试表明臭氧环境下制备的样品表面的钝化膜比较致密,氧化程度比较高,并且样品表面的化学成分基本稳定,这是样品发光强度和稳定性改善的原因。二.硅MSM光电探测器的制备。为提高硅MSM光电探测器的响应度和响应速度,本文以实验室现有条件为基础,进行了下列工作:1.设计了平版和凹槽两种电极结构以及5-5um和5-10um两种尺寸的硅MSM结构探测器;
朱利兵[6]（2006）在《多孔硅的无酸水热法制备及发光研究》文中认为多孔硅受科学界重视的一个非常重要的原因是它在室温下具有良好的光致发光、电致发光等特性，因此很容易与现有的硅技术兼容，从而进一步提高超大规模集成电路的集成度，使硅技术的应用从微电子学领域扩展到光电子学领域。 多孔硅的制备多采用氢氟酸、硝酸及其它一些酸的混合液，在光照、电解等条件下，对单晶硅片进行腐蚀，从而在硅基体表面得到一层多孔膜；但是用这些方法制备的多孔硅表面粗糙而且发光效率低，极大的限制了多孔硅在各个领域的应用。鉴于此，本研究工作利用反应釜尝试了一种新方法-无酸水热法来制备多孔硅并对其发光性能进行了对比研究。 在高温高压下分子间的化学键处于亚稳定态，所以SiO在适当的水热体系中易发生分解与歧化反应，所生成的氧与硅片表面的硅发生化合从而可以对硅片表面进行刻蚀。前期试验也表明，以SiO为主要原料，利用反应釜在无任何酸性腐蚀液的条件下，可以在硅片表面刻蚀出规则、深度一致的孔，而且由于磁力搅拌器的不断搅拌和反应釜均匀的温度，可以使其孔度分布比较均匀。 本研究工作的重点集中在研究不同反应参数对无酸水热法多孔硅形貌和光致发光性能的影响，从而找到无酸水热法合成优质多孔硅的最佳反应条件。通过扫描电镜、拉曼光谱和光致发光谱，对用无酸水热法所制备的多孔硅样品进行了表面形貌、结构及光致发光性能的表征。研究发现，无酸水热法所制备的多孔硅的形貌及光致发光性能均优于相同条件下常规电化学阳极氧化法制备的多孔硅，但要想利用无酸水热法得到的多孔硅在一定峰位有较强的发光，需要选择合适的反应温度、实验原料和反应压强。 最后，利用无酸水热法所制备的多孔硅作为模板，在反应釜内高温、高压的环境下，以去离子水为反应介质，使SiO通过硅原子重结晶生长成硅纳米线并对所制得的硅纳米线进行了形貌和光致发光测试。结果表明，以多孔硅作为模板制备的硅纳米线具有较好的取向性，其直径受孔径的尺寸大小的控制，多孔硅衬底表现出明显的模板控制作用；对于其光致发光性能，可以肯定的是硅纳米线中心硅晶核的量子限制效应对光致发光有着重要影响。
葛羽屏[7]（2005）在《RF MEMS器件集成及其功能材料应用研究》文中研究指明由于在低阻Si衬底上制作微波无源器件的损耗极大,且衬底电阻率越低,损耗越大,且所制作的Si器件的工作频率受到了限制,因此几乎无法在低阻硅表面上直接制作微型CPW传输线和电感等重要的无源元件。多孔硅（Porous Silicon）作为RF隔离的热点材料,可以实现将无源器件跟微波电路集成在一片片子上。厚膜多孔硅的电阻率高于108欧姆厘米。PS区域非常适合用于制备极低损耗的微波无源器件,而没有被腐蚀的区域,仍具有低阻特性,这样便可实现无源分立元件与射频IC的集成。 本文介绍了从纳米多孔硅到大孔多孔硅厚膜的成膜机制,表面机理,和结构特性。通过广泛实验,调查了阳极腐蚀条件对多孔硅各尺寸参数、性能的影响。用一些模型来解释多孔硅的电导率。H原子在决定多孔硅的导电性能中起了很大的决定作用,主要原因是使杂质电离作用大大减弱。研究了PS/OPS阻抗特性、介电常数、光学特性随制备条件和尺寸参数的变化规律。由此,形成了一套适用于RF MEMS技术的多孔硅厚膜材料的系统依据。 多孔硅是否具有良好的性能主要关键在于多孔硅是否具有较高的孔隙率。P+掺杂的孔的密度比较大,分布也比较均匀,说明P+掺杂的硅比N+的容易腐蚀。在多孔硅的形成过程中,制备条件和制备方法决定了孔隙率的大小,是非常重要的。 本文在厚膜PS/OPS和其他衬底材料上研制了无源器件——微共平面波导（CPW）和微机械微波开关和移相器。模拟分析了无源微波器件的损耗性能。在获得的厚膜PS/OPS衬底上成功制作了图形理想平整的1.2cm长CPW,其插入损耗仅次于石英衬底,在0-40GHz范围内均低于7.5dB,而测得在高阻硅上CPW样品的插入损耗随频率线性上升,与理论计算的结果一致。在高频范围内,在PS/OPS衬底上CPW的插入损耗比在2000Ω·cm高阻硅生长0.8μm多晶硅、0.2μmSiO2的组合衬底上的CPW降低了10～20dB。通过以厚膜PS/OPS作为衬底获得低损耗微波共平面波导,证明了厚膜PS/OPS衬底可制备低损耗微波CPW传输线,性能优良,与VLSI工艺兼容,可作为低成本、低损耗、高性能微波单片集成应用。PS膜越厚,孔径较大,多孔度高,电阻率增大,微波隔离加强,从而有效抑制电磁耦合和介质损耗。 本文分析了多孔硅上的无源器件与SOI材料上的性能比较。与SOI材料相比,多孔硅作为介质隔离MEMS衬底材料,其工艺难度和成本大大降低、省时,且由于PS与体硅材料兼容,使应力也大大减小。通过在阳极氧化反应中采用不同的HF溶液的浓度、电流密度和反应时间来控制多孔硅的膜厚、孔隙度等特性。同时,在多孔硅上制备RF MEMS电感的Q值和应用频率比基于SOI材料的对应值有进一步提高。 本文在最后阐述了RF MEMS器件在MMIC电路中的集成研究。同时,研究了通过电化学腐蚀方法有选择地在其表面形成多孔硅,其中涉及的应力,氧化,以及集成区域掩膜等问题。随着孔隙率的增加,其对应的拉伸残余应力也相应增加。完成了多孔硅的成功氧化,有效地减少了多孔硅的龟裂失效,并分析了多孔硅的表面形貌。
方斌[8]（2005）在《多孔硅的光电特性研究及阵列化多孔硅的制备》文中提出硅材料是现代大规模集成电路的基础,是微电子学领域中最重要,应用最广泛的一种材料。但由于硅属于窄禁带、间接带隙材料,故其发光性能差、发光效率低,无法应用于光电器件,因此限制了硅材料在光电子学领域中的应用。1990年Canham发现了多孔硅的光致发光,引起了研究多孔硅的热潮。随着光子晶体的概念被提出,研究者们发现可以利用多孔硅制备二维光子晶体,这为制造高性能的硅基光电器件开辟了一条新的途径。多孔硅的研究目前受到科研界的普遍关注。 本文在综述目前多孔硅研究中多孔硅的形成理论、光致发光、多孔硅复合体系以及多孔硅光子晶体研究进展的基础上,从多孔硅表面复合的研究出发,研究了多孔硅/有机物复合体系的光伏性能,进一步研究了多孔硅二维光子晶体的制备。 通过阳极氧化电化学的方法制备了多孔硅,结合荧光光谱、红外光谱和光电导衰减仪的测试,对多孔硅的少子寿命及表面复合进行了分析。实验发现多孔硅表面态与发光有直接关系,发光过程是载流子通过表面态复合的过程。多孔硅表面态密度越大,少子寿命越低,相应区域的发光强度越强。时效、氧化和HF处理会钝化多孔硅表面,降低表面态密度,相应区域的少子寿命增加,发光强度降低,并伴随发光峰蓝移。丙酮溶液腐蚀的多孔硅表面上,有更多的无辐射复合中心。 采用旋涂法实现多孔硅与P3OT的复合,实验结果表明,多孔硅和P3OT在复合前具有良好的光致发光性能,复合后发生了荧光淬灭,同时多孔硅的表面光电压有很大程度的提高。Ⅰ-Ⅴ特性研究发现,多孔硅与P3OT复合后,很好的改善了Ⅰ-Ⅴ特性。这是由于P3OT的引入在多孔硅表面形成了p-n结,产生了内建电场,使载流子在表面分离,同时,P3OT中的噻吩环具有推电子能力,进一步促进了载流子的有效分离,减少了载流子的复合。 最后,系统研究了多孔硅二维光子晶体的制备。采用光刻和KOH碱腐蚀将多孔硅表面引入规则图案,然后采用电化学方法制备阵列化多孔硅。实验中发现HF浓度、电流密度、反应时间和电解液成分等众多因素对阵列化多孔硅的形貌
张庆堂[9]（2005）在《高效硅基发光及器件研究》文中研究说明硅纳米结构由于量子限制效应有许多不同于体硅的光学及光电性能,它在发光器件、光探测器件、光电集成器件以及传感器等领域有广阔的应用前景。本文重点研究了90年代以来硅基发光研究中最为活跃的两种纳米材料发光:掺铒硅发光以及多孔硅发光。对掺铒硅发光,本文从理论上探讨了其发光机制、能量传递机制。指出了三种影响其高效发光的非辐射过程:Auger过程,能量反向传递,协同上转换效应。并从SiO2层厚度、退火温度、Er浓度、过剩硅浓度、温度、薄膜结构等方面分析了其对Er3+发光的影响。目前,多孔硅的光致发光机理、电致发光机理和多孔硅的形成和生长机理目前尚无定论。不同的实验条件下制备的多孔硅的光致发光（PL）特性是不同的,这是许多研究产生分歧的主要原因。通过对比分析阳极氧化电流密度、阳极氧化时间、溶液浓度以及自然氧化时间对多孔硅光致发光光谱的影响,认为在一定的范围内,多孔硅的发光峰位会随电流密度的增大而蓝移.要获得较强的发光,需要选择合适的电流密度; 随着腐蚀时间的延长,多孔硅的发光峰位也发生蓝移。当HF 酸的浓度较小时,峰位随浓度的增大表现为向低能移动; 而当HF 酸的浓度较大时,峰位随浓度的增大则表现为移向高能。多孔硅在空气中自然氧化,其发光峰位发生蓝移,而发射强度随放置时间的延长而降低。并用量子限制模型和发光中心模型对实验结果进行解释。然后将微腔引入多孔硅发光器件中来,用软件对其进行了模拟,并分析了PSM器件的光谱特性。本文接着给出了一个改进的光电单元。其包含一多孔硅LED和探测器并通过Al波导相连。努力提高LED的性能参数,量子效率已达到0.4%,LED的延迟时间也达到1.2ns上升时间1.5ns,并讨论了进一步的改进方向。
周成瑶,李东升,杨德仁,阙端麟[10]（2005）在《p型轻掺多孔硅的发光特性研究》文中认为采用阳极氧化法在 p型轻掺硅片上制备多孔硅,研究了电解液配比、电流密度和反应时间对多孔硅发光性能的影响.实验研究发现多孔硅形貌随氢氟酸浓度而变化,电流密度、电化学腐蚀时间对多孔硅的发光均有影响.随着氢氟酸浓度和电流密度的增大,多孔硅的光致发光光谱强度先变大后减小;随反应时间的延长,多孔硅的光致发光光谱峰强度增强.氢氟酸浓度、电流密度和反应时间对傅立叶红外光谱中与Si H、Si H2 键相关的振动峰具有明显影响,且与发光强度的变化相对应.结合多孔硅的成核理论、量子限制理论以及红外光谱中 Si H、Si H2 键红外振动峰的变化解释了上述现象.
二、多孔硅PL谱的影响因素分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、多孔硅PL谱的影响因素分析（论文提纲范文）
（1）多孔硅光子器件的生物检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 多孔硅及应用 |
| 1.1.1 多孔硅的制备 |
| 1.1.2 多孔硅的形成机理 |
| 1.1.3 多孔硅的应用 |
| 1.2 多孔硅光子晶体概述 |
| 1.2.1 一维光子晶体 |
| 1.2.2 二维光子晶体 |
| 1.2.3 三维光子晶体 |
| 1.3 多孔硅光栅的研究 |
| 1.3.1 光栅方程及多孔硅光栅的分类 |
| 1.3.2 多孔硅光栅研究进展 |
| 1.3.3 多孔硅光栅制备方法 |
| 1.3.4 多孔硅光栅的传感应用 |
| 1.4 生物传感器概述 |
| 1.4.1 生物传感器原理及分类 |
| 1.4.2 光学生物传感器 |
| 1.5 多孔硅光学生物传感器 |
| 1.5.1 基于反射谱干涉峰测量的多孔硅光传感器 |
| 1.5.2 基于荧光的多孔硅光传感器 |
| 1.5.3 多孔硅生物传感器的尺寸选择性 |
| 1.6 论文的研究内容和创新 |
| 第二章 多孔硅一维光子晶体的制备及理论模拟 |
| 2.1 制备方法和装置 |
| 2.1.1 材料仪器和装置 |
| 2.1.2 多孔硅的制备过程 |
| 2.1.3 多孔硅的孔隙率、厚度与孔径 |
| 2.2 理论模拟仿真方法 |
| 2.2.1 转移矩阵法 |
| 2.2.2 时域有限差分法 |
| 2.2.3 严格耦合波分析法 |
| 第三章 基于多孔硅光栅衍射的生物传感研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 光栅复合结构的制作 |
| 3.1.2 电化学腐蚀对光栅结构的影响 |
| 3.1.3 反射谱和衍射图样 |
| 3.1.4 衍射光强的测量 |
| 3.1.5 氧化、硅烷化和生物检测 |
| 3.2 结果和讨论 |
| 3.2.1 2级与3级角度分辨衍射谱 |
| 3.2.2 检测极限分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 衍射光栅的模拟及多孔硅深光栅结构角度分辨衍射光谱研究 |
| 4.1 光栅的理论模拟 |
| 4.1.1 光栅衍射问题求解方法 |
| 4.1.2 RCWA方法求解表面浮雕光栅 |
| 4.2 影响光栅衍射效率的因素分析 |
| 4.2.1 光栅参数对衍射效率的影响 |
| 4.2.2 入射光条件对光栅衍射效率的影响 |
| 4.2.3 各衍射级的衍射效率 |
| 4.2.4 光栅折射率变化对衍射的影响 |
| 4.3 多孔硅双光栅和多层光栅角度分辨衍射谱的测量 |
| 4.3.1 实验材料和装置 |
| 4.3.2 多孔硅光栅的制备 |
| 4.3.3 多孔硅光栅的功能化与角度分辨衍射谱测量 |
| 4.3.4 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 n型大孔多孔硅生物传感器对量子点标记DNA的检测 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 仪器材料和表征 |
| 5.1.2 多孔硅多层和微腔的制备 |
| 5.1.3 QD与DNA的偶联 |
| 5.1.4 多孔硅结构的功能化 |
| 5.1.5 多孔硅结构连接DNA探针 |
| 5.1.6 目标DNA的检测 |
| 5.2 结果和讨论 |
| 5.2.1 QD-DNA浓度与光致发光PL谱的关系 |
| 5.2.2 用反射谱移动检测DNA |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 银颗粒沉积多孔硅的SERS基底研究 |
| 6.1 实验部分 |
| 6.1.1 材料和仪器 |
| 6.1.2 多孔硅的制备 |
| 6.1.3 SERS基底的制备 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.2.1 多孔硅层厚度对SERS的影响 |
| 6.2.2 Ag NO3溶液浓度对SERS的影响 |
| 6.2.3 浸渍时间对SERS的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论和展望 |
| 7.1 论文主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间工作成果 |
| 致谢 |
（2）n型多孔硅的制备及其光致发光性能（论文提纲范文）
| 1 实验 |
| 2 实验结果和讨论 |
| 2.1 光照对n-PS发光性能 (PL) 的影响 |
| 2.2 光照条件下形成n-PS的结构和形貌 |
| 2.3 光照条件下n-PS发光性能 (PL) 的影响因素 |
| 2.3.1 腐蚀时间的影响 |
| 2.3.2 HF含量的影响 |
| 2.3.3 腐蚀过程中电流密度的影响 |
| 2.3.4 掺杂含量的影响 |
| 3 结论 |
（3）多组分纳米晶粒硅基镶嵌复合薄膜的光致发光研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 硅基发光材料是光子时代的重要物质基础 |
| 1.2 实现硅基材料发光的几种途径 |
| 1.3 硅基发光材料的研究发展历程 |
| 1.4 硅基发光材料发光机理的研究进展情况 |
| 参考文献 |
| 第二章 复合薄膜的制备与表征 |
| 2.1 薄膜制备方法分类 |
| 2.2 磁控溅射设备的结构组成 |
| 2.3 磁控溅射的过程及原理 |
| 2.4 靶材的选取与清洗 |
| 2.5 实验样品的制备与表征 |
| 参考文献 |
| 第三章 复合薄膜的光吸收特性 |
| 3.1 半导体的光吸收 |
| 3.2 半导体晶粒镶嵌复合薄膜光吸收特性 |
| 参考文献 |
| 第四章 复合薄膜的光致发光特性 |
| 4.1 固体的发光 |
| 4.2 半导体材料的发光 |
| 4.3 复合薄膜的光致发光 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 附录：作者攻读硕士学位期间发表和已完成的论文 |
| 致谢 |
（4）镶嵌在氮化硅薄膜中纳米硅发光机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 硅基纳米发光材料的研究背景和意义 |
| 1.2 纳米硅复合结构发光特性研究进展 |
| 1.3 本论文的立论依据及内容 |
| 第2章 实验原理和方法 |
| 2.1 富硅氮化硅薄膜制备方法 |
| 2.2 薄膜微结构特性分析技术 |
| 2.2.1 傅立叶变换红外光谱(FTIR) |
| 2.2.2 拉曼散射谱(Raman) |
| 2.3 薄膜光学特性分析技术 |
| 2.3.1 光致发光(PL)和光致发光激发(PLE)谱 |
| 2.3.2 紫外-可见吸收光谱(UV-VIS) |
| 第3章 富硅氮化硅薄膜微结构及光吸收特性分析 |
| 3.1 富硅氮化硅薄膜微结构特性分析 |
| 3.1.1 不同配比样品微结构特性分析 |
| 3.1.2 不同氢稀释比样品微结构特性分析 |
| 3.2 富硅氮化硅薄膜光吸收特性分析 |
| 3.2.1 不同配比样品光吸收特性分析 |
| 3.2.2 不同氢稀释比样品光吸收特性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 富硅氮化硅薄膜发光特性分析 |
| 4.1 富硅氮化硅薄膜的可调光致发光特性 |
| 4.1.1 不同配比样品的PL谱 |
| 4.1.2 不同氢稀释比样品的PL谱 |
| 4.2 典型样品发光特性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 富硅氮化硅薄膜发光机制研究 |
| 5.1 富硅氮化硅薄膜PL谱GAUSS分量拟合结果 |
| 5.1.1 不同配比样品拟合结果 |
| 5.1.2 不同氢稀释比样品拟合结果 |
| 5.2 富硅氮化硅薄膜PLE谱分析 |
| 5.3 富硅氮化硅薄膜发光起源分析 |
| 5.4 富硅氮化硅薄膜载流子复合过程分析 |
| 5.5 纳米硅复合结构发光特性影响因素分析 |
| 5.5.1 纳米硅量子限制效应对薄膜发光特性的影响 |
| 5.5.2 纳米硅界面特性对薄膜发光特性的影响 |
| 5.5.3 氮化硅介质对薄膜发光特性的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）高性能硅基发光材料及硅MSM结构光电探测器的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 参考文献 |
| 第一部分 O_3环境制备和钝化多孔硅研究 |
| 第二章 O_3环境制备和钝化多孔硅研究 |
| 2.1 多孔硅的制备 |
| 2.1.1 标准法 |
| 2.1.2 改进法 |
| 2.2 XPS测试分析5-ini-O_3-1h样品表面的氧化情况 |
| 2.3 新鲜样品 PL 比较 |
| 2.3.1 多孔硅样品发光机理解释 |
| 2.3.2 FTIR 测试 |
| 2.4 改进法制备样品的 PL 稳定性研究 |
| 2.4.1 5-ini-O-1h样品在激光激发下的PL衰减 |
| 2.4.2 5-ini-O_3-1h样品PL及表面化学成分稳定性的研究 |
| 2.4.3 O_3环境制备和钝化的PS存放与别人的存放实验比较 |
| 2.5 第一部分小结 |
| 参考文献 |
| 第二部分 Si-MSM-PD 的器件优化设计与制备 |
| 第三章 Si-MSM-PD 的基本工作原理和器件优化设计 |
| 3.1 硅MSM探测器工作原理 |
| 3.1.1 能带结构 |
| 3.1.2 电流－电压特性 |
| 3.1.3 电容－电压特性 |
| 3.1.4 MSM 探测器的几个主要性能参数 |
| 3.2 U 型凹槽电极 Si-MSM-PD 的结构优化设计 |
| 3.2.1 凹槽电极器件结构设计 |
| 3.2.2 钝化层的设计 |
| 3.2.3 器件结构尺寸的设计 |
| 3.2.4 金属电极的选择 |
| 3.2.5 器件设计结果 |
| 参考文献 |
| 第四章 版图设计与器件制备 |
| 4.1 版图设计 |
| 4.2 器件制备 |
| 参考文献 |
| 第五章 器件测试分析与结论 |
| 5.1 暗电流测试并分析比较 |
| 5.2 光电流测试并分析比较 |
| 5.3 相对响应光谱 |
| 5.4 绝对光电响应度 |
| 5.5 第二部分小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结 |
| 附录 |
| 致谢 |
（6）多孔硅的无酸水热法制备及发光研究（论文提纲范文）
| 学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 多孔硅概述 |
| 1.1.1 单晶硅 |
| 1.1.2 多孔硅 |
| 1.2 多孔硅的制备方法 |
| 1.2.1 阳极腐蚀法 |
| 1.2.2 染色腐蚀法 |
| 1.2.3 火花放电法 |
| 1.2.4 水热腐蚀法 |
| 1.3 多孔硅的形成机理 |
| 1.3.1 Beale耗尽模型 |
| 1.3.2 扩散限制模型 |
| 1.3.3 量子限制模型 |
| 1.4 多孔硅的光致发光 |
| 1.4.1 多孔硅的光致发光特性 |
| 1.4.2 多孔硅的光致发光机理 |
| 1.5 多孔硅的应用研究和发展前景 |
| 1.6 模板法硅纳米线的性能及应用 |
| 1.6.1 硅纳米线的性能 |
| 1.6.2 硅纳米线的应用 |
| 1.7 课题研究的背景、目的及意义 |
| 第2章 试验方法 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 试验制备 |
| 2.2.1 无酸水热法制备多孔硅 |
| 2.2.2 电化学阳极氧化法制备多孔硅 |
| 2.2.3 用无酸水热法多孔硅作为模板制备硅纳米线 |
| 2.3 多孔硅的表征 |
| 2.3.1 扫描电镜 |
| 2.3.2 透射电镜 |
| 2.3.3 拉曼光谱 |
| 2.3.4 光致发光谱 |
| 第3章 工艺参数对无酸水热法多孔硅形貌及发光性能的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 工艺参数对多孔硅形貌的影响 |
| 3.2.1 反应温度对多孔硅形貌的影响 |
| 3.2.2 试验原料对多孔硅形貌的影响 |
| 3.2.3 反应压强对多孔硅形貌的影响 |
| 3.2.4 无酸水热法多孔硅与电化学阳极氧化法多孔硅的形貌比较 |
| 3.2.5 小结 |
| 3.3 工艺参数对多孔硅拉曼光谱的影响 |
| 3.3.1 反应温度对多孔硅拉曼光谱的影响 |
| 3.3.2 试验原料对多孔硅拉曼光谱的影响 |
| 3.3.3 反应压强对多孔硅拉曼光谱的影响 |
| 3.3.4 无酸水热法多孔硅与电化学阳极氧化法多孔硅的拉曼光谱比较 |
| 3.3.5 小结 |
| 3.4 工艺参数对多孔硅光致发光谱的影响 |
| 3.4.1 反应温度对多孔硅光致发光谱的影响 |
| 3.4.2 试验原料对多孔硅光致发光谱的影响 |
| 3.4.3 反应压强对多孔硅光致发光谱的影响 |
| 3.4.4 无酸水热法多孔硅与电化学阳极氧化法多孔硅的光致发光比较 |
| 3.4.5 小结 |
| 第4章 用无酸水热法多孔硅作为模板制备硅纳米线 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 试验结果 |
| 4.2.1 SEM检测 |
| 4.2.2 TEM检测 |
| 4.2.3 PL检测 |
| 4.3 生长机理分析 |
| 4.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录) |
| 致谢 |
（7）RF MEMS器件集成及其功能材料应用研究（论文提纲范文）
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 MEMS技术新进展 |
| §1.2.1 从MEMS到NEMS发展综述 |
| §1.2.2 NEMS研究现状和趋势 |
| §1.2.3 纳米硅材料 |
| §1.3 MEMS新介质材料——多孔硅 |
| 参考文献 |
| 第二章 多孔硅厚膜的成膜规律 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 成膜机制 |
| §2.2.1 反应机制 |
| §2.2.2 成膜模型 |
| §2.3 制各因素分析 |
| §2.3.1 孔隙率的影响因素 |
| §2.3.2 膜厚的影响因素 |
| §2.3.3 光照的影响 |
| §2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 多孔硅物理特性 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 多孔硅电导特性 |
| §3.3 多孔硅微波特性 |
| §3.4 多孔硅光学特性 |
| §3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于多孔硅厚膜的微波无源器件 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 理论分析 |
| §4.2.1 损耗机制 |
| §4.2.2 介电特性分析 |
| §4.2.3 损耗计算 |
| §4.3 实验讨论 |
| §4.3.1 实验和结果 |
| §4.3.2 结果分析 |
| §4.3.3 进一步实验优化 |
| §4.4 基于多孔硅的其他微波无源器件 |
| §4.4.1 基于多孔硅的MEMS开关 |
| §4.4.2 基于多孔硅的MEMS移相器 |
| §4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 多孔硅与SOI材料应用比较 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 SOI衬底特性——‘新一代硅’ |
| §5.3 多孔硅与SOI比较 |
| §5.3.1 基于SOI衬底的RF电感 |
| §5.3.2 基于多孔硅衬底的RF电感 |
| §5.3.3 多孔硅的相对优点 |
| §5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 低损耗微波无源器件在MMIC中的集成 |
| §6.1 引言 |
| §6.2 基于多孔硅的微波集成 |
| §6.3 多孔硅的集成工艺问题 |
| §6.3.1 多孔硅应力问题研究 |
| §6.3.2 多孔硅的掩膜集成 |
| §6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| §7.1 全文总结 |
| §7.2 发展方向与展望 |
（8）多孔硅的光电特性研究及阵列化多孔硅的制备（论文提纲范文）
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 多孔硅简介 |
| 1.1.1 多孔硅的制备 |
| 1.1.2 多孔硅的形成机理 |
| 1.1.3 多孔硅的应用 |
| 1.2 多孔硅的光致发光 |
| 1.2.1 量子限制效应模型 |
| 1.2.2 硅本征表面态模型 |
| 1.2.3 量子限制效应—发光中心发光模型 |
| 1.2.4 其他发光模型 |
| 1.3 多孔硅与有机物的复合 |
| 1.3.1 多孔硅与有机物的复合发光特性 |
| 1.3.2 多孔硅与有机物的复合光伏特性 |
| 1.4 多孔硅二维光子晶体 |
| 1.4.1 光子晶体 |
| 1.4.2 多孔硅在光子晶体上的应用 |
| 1.5 研究展望和存在的问题 |
| 参考文献 |
| 第二章 多孔硅的少子寿命与光致发光 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原理 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.4 实验结果和讨论 |
| 2.4.1 新鲜多孔硅的不同区域 |
| 2.4.2 时效对多孔硅少子寿命和发光的影响 |
| 2.4.3 氧化对多孔硅少子寿命和发光的影响 |
| 2.4.4 HF处理对多孔硅少子寿命和发光的影响 |
| 2.4.5 不同溶液对多孔硅少子寿命和发光的影响 |
| 2.4.6 多孔硅表面态与光致发光的关系 |
| 2.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 多孔硅/P30T的光电特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验原理 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.4.1 P30T的紫外吸收谱 |
| 3.4.2 多孔硅/P30T的表面形貌 |
| 3.4.3 多孔硅/P30T的I-V特性 |
| 3.4.4 多孔硅/P30T的光伏特性 |
| 3.4.5 多孔硅/P30T的发光特性 |
| 3.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 阵列化多孔硅的制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果和讨论 |
| 4.3.1 KOH碱腐蚀 |
| 4.3.2 导电类型的影响 |
| 4.3.3 电阻率的影响 |
| 4.3.4 电流密度的影响 |
| 4.3.5 HF浓度的影响 |
| 4.3.6 背部光照的影响 |
| 4.3.7 腐蚀时间的影响 |
| 4.3.8 温度的影响 |
| 4.3.9 电解液成分的影响 |
| 4.3.10 阵列化多孔硅的优化条件 |
| 4.3.11 阵列化多孔硅的生长过程 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）高效硅基发光及器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究硅基发光器件的目的、意义 |
| 1.2 实现硅基发光的有效途径 |
| 1.3 国外最新研究进展 |
| 1.4 本论文内容简介 |
| 2 掺铒富硅硅氧化物发光 |
| 2.1 掺铒富硅硅氧化物发光的意义及进展 |
| 2.2 发光机制 |
| 2.3 影响Er~(3+)发光的因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 多孔硅发光 |
| 3.1 多孔硅发光研究回顾 |
| 3.2 多孔硅的微结构 |
| 3.3 多孔硅的发光机理 |
| 3.4 影响多孔硅光致发光影响因素分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多孔硅微腔发光器件 |
| 4.1 结构设计 |
| 4.2 PSM 孔隙度分析 |
| 4.3 理论模型与计算模拟 |
| 4.4 可调电致发光 |
| 4.5 PSM 光谱特性 |
| 4.6 PSM 器件制作方法 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 光互联中集成硅基发光器件设计 |
| 5.1 光互联意义 |
| 5.2 用于光互联的集成硅基发光器件研究进展 |
| 5.3 芯片级光互联的反偏多孔硅光发射二极管设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士论文期间发表论文目录 |
四、多孔硅PL谱的影响因素分析（论文参考文献）
- [1]多孔硅光子器件的生物检测研究[D]. 吕长武. 新疆大学, 2017(09)
- [2]n型多孔硅的制备及其光致发光性能[J]. 宋晓岚,喻振兴,程蕾,吴长荣,张泰隆,邓大宝. 中南大学学报(自然科学版), 2010(04)
- [3]多组分纳米晶粒硅基镶嵌复合薄膜的光致发光研究[D]. 魏晋军. 西北师范大学, 2008(S2)
- [4]镶嵌在氮化硅薄膜中纳米硅发光机制研究[D]. 张江勇. 河北大学, 2007(04)
- [5]高性能硅基发光材料及硅MSM结构光电探测器的研制[D]. 黄燕华. 厦门大学, 2006(06)
- [6]多孔硅的无酸水热法制备及发光研究[D]. 朱利兵. 湖南大学, 2006(12)
- [7]RF MEMS器件集成及其功能材料应用研究[D]. 葛羽屏. 华东师范大学, 2005(05)
- [8]多孔硅的光电特性研究及阵列化多孔硅的制备[D]. 方斌. 浙江大学, 2005(06)
- [9]高效硅基发光及器件研究[D]. 张庆堂. 华中科技大学, 2005(05)
- [10]p型轻掺多孔硅的发光特性研究[J]. 周成瑶,李东升,杨德仁,阙端麟. 浙江大学学报(工学版), 2005(02)