Введение 5
1. Литературный обзор 6
1.1. Получение пористого кремния методом анодного травления 6
1.2. Рост пористого кремния при внешней подсветке 9
1.3. Теория порообразования 14
1.4. Химический состав пористого кремния 15
2. Методика проведения эксперимента 18
3. Результаты исследований и их обсуждение 21
3.1. Анодная обработка кремния в темноте 21
3.1.1. Снятие поляризационных кривых 21
3.1.2. Состав и топология формируемого пористого кремния 22
3.2 Влияние освещения на рост пористого кремния 24
3.2.1. Снятие поляризационных кривых 24
3.2.2. Состав и топология формируемого пористого кремния 26
3. 3. Гидрофобные свойства пористого кремния 27
Заключение 29
Список литературы
Работа посвящена исследованию особенностей порообразования в кремнии
при его анодной обработке в спиртовом растворе на основе плавиковой кислоты.
Работа представлена в рамках трех глав.
В первой главе представлен аналитический обзор литературы по методике
получения пористого кремния и его применениях в различных областях, выявлены преимущества и недостатки анализируемых работ и согласно этому поставлена задача. Во второй главе представлена методика проведения эксперимента по
анодной обработке кремния, схема экспериментальной установки и электрохимической ячейки, описание методов определения элементного состава и топологии
формируемых слоев. В третьей главе приводятся результаты по формированию
слоев пористого кремния и влиянию освещения на его структуру. Методом инфракрасной спектроскопии определен молекулярный состав формируемых слоев.
По средствам атомно-силовой микроскопии показана структура формируемых
слоев пористого кремния.
Таким образом, в данной работе были рассмотрены основные особенности
формирования и роста пористого слоя на поверхности кремния под действием
электрохимической анодной обработки в растворе электролита на основе плавиковой кислоты. Наличие пористого слоя было подтверждено результатами атомно-силовой микроскопии. Показано, что поверхности покрыта множеством пор
глубиной порядка 260-300 нм.
Установлено, что введение освещения повлияло на характер порообразования. Рост пор происходил преимущественно в тангенциальном направлении за
счет уменьшения сопротивления, стенок пор под действием внешнего освещения.
Методами ИК-спектроскопии был определен элементный состав образующихся пористых слоев. Помимо частот, относящихся к исходному состоянию
кремния (601 см–1 - Si-Si; 612 см–1 - Si-H; 1107 см–1 - межузельный кислород в кристаллическом кремнии) были зафиксированы линии, отвечающие соединениям
кремния с кислородом и гидроксильными группами (Si-O-Si и O-Si-O – 1100-1200
см-1; Si-OH – 800-950 см-1).
Выявлено, что полученные образцы ПК обладают свойствами гидрофобности. Гидрофобность полученного пористого кремния обоснована развитой структурой, а также присутствием в структуре ПК гидроксильных групп.
