[发明专利]硅纳米线及其制备方法、硅纳米线的图形化制备方法在审

申请号：	201810832593.6	申请日：	2018-07-26
公开（公告）号：	CN108996471A	公开（公告）日：	2018-12-14
发明（设计）人：	檀满林;田勇;张维丽	申请（专利权）人：	深圳清华大学研究院
主分类号：	B82B3/00	分类号：	B82B3/00;B82Y40/00;C01B33/021
代理公司：	深圳市鼎言知识产权代理有限公司 44311	代理人：	曾昭毅;郑海威
地址：	518057 广东省深圳市南山区高***	国省代码：	广东;44
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摘要：
搜索关键词：	硅纳米线单晶硅片制备浸泡银沉积液蚀刻液蚀刻银纳米颗粒层氢钝化处理图形化处理操作过程常温常压硅片表面蚀刻处理表面镀图形化银沉积生长
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【说明书】：

本发明提供一种硅纳米线的制备方法，包括以下步骤：(1)提供单晶硅片，将单晶硅片浸泡于HF溶液中进行氢钝化处理；(2)将经过步骤(1)处理后的单晶硅片浸泡于银沉积液中，使得单晶硅片的表面镀上银纳米颗粒层，所述银沉积液包括0.005～0.02mol/L的AgNO₃和1.2～9.6mol/L的HF，银沉积时间为15～120S；(3)将经过步骤(2)处理后的单晶硅片浸泡于蚀刻液中进行蚀刻处理，得到硅纳米线。其中，所述蚀刻液包括0.2～0.4mol/L的H₂O₂和2.4～9.6mol/L的HF或者0.07～0.42mol/L的Fe(NO₃)₃和2.4～9.6mol/L的HF，蚀刻时间为15～120min。该制备方法在常温常压下即可实现硅纳米线的制备，操作过程简单，并在此基础上对硅片表面进行图形化处理，实现了硅纳米线在指定位置生长。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种硅纳米线及其制备方法、硅纳米线的图形化制备方法。

背景技术

纳米材料受到极大的关注，主要是由于其特殊的物理性质。因为当材料的尺寸减小至纳米级别的时候，小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、库仑阻塞效应、表面效应等块体材料并不具备的特殊物理性质便会表现出来。作为地球上元素含量排行第二的硅，是极其重要的半导体材料，在当下的信息时代已被广泛的应用于各种通讯器材及微电子元件之中。然而硅的禁带宽度仅有1.12e V，非常的窄小，这使得其在器件应用过程当中受到了限制。如果将半导体材料硅尺寸纳米化，使其具有纳米材料特有的优异物理性能，这无疑将使得其产生更高的应用价值。

现有的有关硅纳米线的制备方法往往需要在高温高压的条件下实现，所用的设备要求高，制备成本居高不下，这些都为硅纳米线产业化应用带来了不利。并且硅纳米线在器件中实际应用时，有时仅需要在硅片的某些特殊的部位生长纳米线结构。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种在常温常压下操作的简单的硅纳米线的制备方法，以及硅纳米线的图形化制备方法。

本发明提供一种硅纳米线的制备方法，其包括以下步骤：

(1)提供单晶硅片，将单晶硅片浸泡于HF溶液中进行氢钝化处理；

(2)将经过步骤(1)处理后的单晶硅片浸泡于银沉积液中，使得单晶硅片的表面镀上银纳米颗粒层，所述银沉积液包括0.005～0.0.02mol/L的AgNO₃和1.2～9.6mol/L的HF，银沉积时间为15～120S；

(3)将经过步骤(2)处理后的单晶硅片浸泡于蚀刻液中进行蚀刻处理，得到硅纳米线。其中，所述蚀刻液包括0.2～0.4mol/L的H₂O₂和2.4～9.6mol/L的HF或者0.07～0.42mol/L的Fe(NO₃)₃和2.4～9.6mol/L的HF，蚀刻时间为15～120min；

优选地，所述银沉积液中AgNO₃的浓度为0.01mol/L。

优选地，征在于，所述银沉积液中HF的浓度为4.8～9.6mol/L。

优选地，所述蚀刻液中H₂O₂的浓度为0.4mol/L。

优选地，所述蚀刻液中HF的浓度为4.8～9.6mol/L。

优选地，在步骤(3)后还包括以下步骤(4)：将经过步骤(3)处理后的单晶硅片浸泡于稀硝酸中，以去除所述硅纳米线中的银纳米颗粒。