金属钝化多孔硅的制备、光致发光研究及电子结构计算

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    19904011
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    14.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2014.凝聚态物理新兴与交叉领域
  • 结题年份:
    2002
  • 批准年份:
    1999
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2000-01-01 至2002-12-31

项目摘要

The properties of the photoluminescence (PL)/electroluminescence (EL) of porous silicon (PS) at room temperature make it possible to realize the full silicon-based photoelectronic integration without changing the traditional silicon planar technology. On the other hand, the peculiarity of its structure and surface morphology of PS, as well as its physical and chemical surface properties exhibited, might help PS find promising applications in the fields such as silicon-based sensors with high-sensitivity, ideal napped surface materials for novel solar cells, and templates for self-assembling of nanomaterials etc. But some essentional physical and technical problems about PS applications, such as the instability of the structure and PL, the strong dependence of its properties on preparation conditions, the mechanisms of the formation and PL, the electrical transportation properties, and the effective electrode developing techniques et al., are expected to be deeply investigated. Against the above problems, following researches on hydrothermally etched metal-passivated PS (MPPS) were carried out:1. Preparation, morphology control technique and formation mechanism. The time evolution properties of the silicon surface in the hydrothermal etching process were systematically investigated. The coexistence of two parallel etching mechanisms in the formation process, chemical etching and electrochemical etching, was proved and the different roles they played in formation process of the typical structure and surface morphology of MPPS were elucidated. Iron-, cobalt-, nickel-, manganese-, and titanium-passivated PS samples with stable PL and plentiful morphologies were fabricated. Through varying the conditions of hydrothermal etching, the control of the shape and size of the surface structural elements, as well as the structural homogeneity in large surface aera was realized. The effect of the electrical resistivity of the initial silicon wafers on the properties and surface morphologies of as-prepared MPPS were systematically studied. The existence of the critical resistivity value of initial silicon wafers in the hydrothermal process was found for the first time. It is disclosed that two different kinds of MPPS films, the physical sustained MPPS film (P-MPPS, the properties of PS film is related with the silicon substrate) and the mechanical sustained MPPS film (M-MPPS, the properties of PS film is independent of the silicon substrate), could be obtained by using silicon wafers whose initial resistivity is smaller or bigger than ~10-1Ωocm.2. Microstructure, PL and PL mechanism. Experimental study disclosed that MPPS is a typical silicon-based nanometer/submicrometer combined system, and at least on the scale of submicrometer, there exists tunable superstructures. Combined investigation on the properties of PL and submicrometer superstructures showed that the samples with homogeneous superstructures could also exhibit PL with good qualities, i.e., the stronger PL intensity and the narrower PL band. According to the quantum confinement theory of PL in PS, this result at least indicates that the qualities of the structures observed in two different scales, the nanometer scale and the submicrometer scale, of this nanomater/submicrometer combined system are strongly correlated, and which will directly affact the PL features. It is also disclosed that the intensity, the shape, and the peak position of both the Raman spectra and PL spetra have a reversible variation with the adopted excitation intensity, caused by the lattice distortion induced by laser irradiation. This phenomenon might explore novel optical applications for MPPS. At last, the calculation and fittings based on the experimental data of PL spectra and PL excitation spectra of MPPS were carried out, and these results are well agree with the pure theoretical results based on ab intial calculations adopted silicon quantum dot model. This agreement between theoretical calculation and experimental data fitting results provided strong support for the quantum confinement
利用本项目组成员发明的多孔硅原位金属钝化水热制备技术合成新型金属钝化多孔硅并研究其光致发光和结构特性;利用目前独有的大量有关铁钝化多孔硅的实验结果,从基于第一性原理的LDF-DVM方法出发,采用集团模型计算金属钝化多孔硅的电子结构以及硅-金属键钝化层对它的影响,建立金属钝化多孔硅发光的理论模型,为材料的应用作理论准备。

结项摘要

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
激光诱导多孔硅晶格畸变的Raman光谱和光致发光谱研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁二军;晁明举
  • 通讯作者:
    晁明举
多孔硅中的量子限域效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    河南省教育厅
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李新建
  • 通讯作者:
    李新建
用水热刻蚀技术制备的发光强且不衰减的多孔硅
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    河南省人事厅,河南省科技厅
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李新建
  • 通讯作者:
    李新建
Quantum Confinement in Porous Silicon
多孔硅中的量子限制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Phys. Rev.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xin Jian Li;; Yu Heng Zhang
  • 通讯作者:
    Yu Heng Zhang
镍钝化多孔硅表面形貌的控制和光致发光性能的改善
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    富笑男;李新建
  • 通讯作者:
    李新建

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其他文献

Establishment of the Parkinson's disease rhesus monkey models under the stereotactic unilateral substantia nigra lesion by 6-OHDA
6-OHDA立体定向单侧黑质损伤帕金森病恒河猴模型的建立
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    黄宽明
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  • 期刊:
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  • 通讯作者:
    朱静
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  • 通讯作者:
    时博
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  • 通讯作者:
    张锐
表面碳化的硅纳米孔柱阵列的H_2S室温电容传感特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Chinese Journal of Sensors and Actuators
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王海燕;王伶俐;胡青飞;李新建
  • 通讯作者:
    李新建

其他文献

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氮化镓/硅复杂界面结构异质结光伏特性研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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