Структурные модификации пористого кремния

 

Изменяя условия анодирования, можно получать пористый кремний с различной морфологией (геометрией) пор или, иными словами, – пористый кремний различных структурных модификаций. На поперечный размер R пор влияют плотность тока анодирования, время процесса, дополнительное освещение образца в электрохимической ячейке, состав электролита, уровень и вид легирования кремния и т. д. В результате этот размер может изменяться 10 мкм до I нм. По существующей в литературных источниках классификации пористый кремний подразделяется на микропористый (R < 2 нм), мезопористый (2 нм < R < 50 нм) и макропористый (R > 50 нм). На рис. 1.7, рис. 1.8 в качестве примера представлены микрофотографии низкоразмерного кремния, полученного в различных технологических режимах авторами данной лабораторной работы на образцах монокристаллического кремния (100) n-типа электропроводности с использованием той самой ячейки, которая применяется в описываемой лабораторной работе. Здесь изображены соответственно фронтальные поверхности и поверхности сколов низкоразмерного кремния.

На рис. 1.7 изображены поверхности низкоразмерного кремния одного образца, снятые с противоположных сторон. Низкоразмерный кремний получен за один технологический цикл. На рис.1.8 можно видеть поверхности сколов двух образцов, анодированных в разных технологических условиях. Верхние слои получены на поверхности, ближней к катоду. Демонстрируемые рисунки показывают зависимость структуры низкоразмерного кремния как от технологических режимов, так и от удаленности формируемого слоя от катода.

 

а) б)

 

Рис. 1.7. Микрофотографии низкоразмерного кремния, полученные

с помощью электронного микроскопа: а – ближней к катоду поверхности;

б – дальней от катода поверхности

 

 

а) б)

Рис. 1.8. Микрофотографии сколов образцов с низкоразмерным кремнием,

полученные с помощью электронного микроскопа: а – при меньшей плотности тока;

б – при большей плотности тока

 

а) б)

Рис. 1.9. Микрофотографии сколов образцов с низкоразмерным кремнием,

полученные с помощью оптического микроскопа: а – при гальваностатическом режиме;

б – при потенциостатическом режиме

 

Основным параметром любого пористого материала является показатель пористости П. Этот показатель определяет долю объема материала, занятую порами. Для пористого кремния значения пористости могут находиться в необычайно широком интервале: от 5 до 95 %. Когда объем, занимаемый порами, невелик (5 %), свойства такого материала близки к свойствам кристаллического кремния. При высоких показателях пористости картина существенно меняется и такой пористый кремний проявляет новые свойства, многие из которых являются уникальными. Как уже сообщалось, суммарная площадь внутренней поверхности низкоразмерного кремния велика. В зависимости от величины пористости и геометрии пор она может составлять для макропористого кремния от 10 до 100 м^2/см^3, для мезопористого от 100 до 300 м^2/см^3 и для микропористого от 300 до 800 м^2/см^3. Для сравнения следует отметить, что удельная поверхность монокристаллического кремния составляет всего 0, 1–0, 3 м^2/см^3. Электрические свойства пористого кремния также зависят от его структуры.

 

Описание технологического и измерительного оборудования

 

Структурные и морфологические особенности кремниевой низкоразмерной среды исследуются с помощью оптического интерференционного микроскопа и растрового электронного микроскопа. Внешний вид микроскопов.

Максимальное увеличение данного микроскопа составляет 500 крат.Поэтому он используется для предварительных исследований структуры

низкоразмерной среды.

Описание микроскопа.

 

Задание на выполнение лабораторной работы

 

В работе необходимо выполнить следующее:

1.5.1. Изучить физическую сущность получения пористого кремния.

1.5.2. Ознакомиться с работой измерительного оборудования по описаниям к соответствующим приборам.

1.5.3. Получить у преподавателя кремниевый образец c низкоразмерной полупроводниковой средой.

1.5.7. Исследовать с помощью оптического микроскопа и растрового электронного микроскопа пористую низкоразмерную среду, определяя ее структурные характеристики: толщину пористого слоя, диаметр пор, расстояния между порами, форму пор;

1.5.8. Провести анализ структурных характеристик низкоразмерной среды на их зависимость от технологических режимов;

1.5.9. Оформить отчет по лабораторной работе.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. D. СТРУКТУРНЫЕ ФОРМЫ КОММЕРЧЕСКОЙ КОНЦЕССИИ
2. Биохимические и структурные изменения
3. Глава 17. Психические процессы как структурные элементы управления – 419
4. Местная администрация. Глава местной администрации. Структурные подразделения местной администрации
5. Модификации конструкционизма
6. Модификации организационных структур управления
7. Модификации сильфонных приборов
8. Обобщенные структурные схемы телецентров
9. Ответ 19. Ландшафт- узловая единица геосистемной иерархии. Ландшафт и его структурные элементы.
10. Понятие и структурные особенности гражданского правоотношения. Классификация правоотношений.
11. ПОНЯТИЕ И СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОСНОВ МСУ
12. Психолингвистические единицы — структурные единицы речевой деятельности, выделяемые на основе психолингвистического анализа