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多孔硅（PS）是近年来发展起来的一种新型硅基材料，具有与单晶硅材料大不相同的特性。多孔硅可在近红外和可见，甚至在近紫外光区辐射强烈的荧光，使得它可用来制造发光器件，并可望能用来解决光电子集成电路的关键问题，为制造带有光源的大规模集成电路—光电集成方面开辟新的途径。 本体硅为间接禁带半导体，且禁带宽度比较窄（1.12 eV），在室温下很难发可见光。多孔硅改变了本体硅的能带结构，使禁带宽度展宽，并由间接禁带向直接禁带转变，实现了室温发光。在比较了制备多孔硅的几种常用方法的基础上，概括了多孔硅的光致发光（PL）和电致发光（EL）特性，对目前比较流行的发光模型给出了定性的论述，展望了多孔硅的应用前景。 首先，对多孔硅进行了化学表面修饰。采用单面抛光的n型单晶硅片，晶面为（111），电阻率为3Ω·cm-5Ω·cm和80Ω·cm—100Ω·cm，经过阳极氧化制得的多孔硅在紫外灯下发红橙光或红光。将n+-n型（3-5Ω）·cm)硅片刻蚀出的多孔硅在胺液（三乙胺：乙二胺=3：2）浸泡20 min，然后在H2O2中浸泡14小时，晾干，在紫外灯照射下，修饰后的多孔硅发发蓝光。在365nm激发光的激发下，发光波长在422nm。n型（80-100Ω·cm）硅片刻蚀后的多孔硅在胺液中浸泡20 min，然后在氧化炉中进行热退火，退火温度在400℃时，O2流量为0.5 L/min的条件下退火30秒，在紫外灯照射下，所得PS发蓝白光。在365nm的激发光的激发下，发光波长在455nm。经过修饰后的多孔硅发蓝光认为与量子限制效应有关。 其次，研究了多孔硅的电迁移特性。将多孔硅用超声波振荡的方法分散到甲苯中制成稳定的悬浮体系。首次发现该体系中的多孔硅微粒可以在电场下作定向的电泳迁移，在正极上（例如铂片，P+-Si，氧化锡铟（ITO）玻璃）形成良好的沉积层。研究了甲苯悬浮体系的荧光强度与浓度的线性 摘 要关系，并测定了电泳沉积过程中甲苯分散体系的荧光强度与电泳沉积时间和外加电场强度的关系。用扫描电镜（SEM）对不同条件下得到的多孔硅沉积层及其原生多孔硅做了形貌观察比较。用 X光电子能谱（XPS）和红外透射光谱对原生多孔硅和多孔硅沉积层进行了成分分析。研究表明，多孔硅的电泳沉积可以用做微粒的可控组装方法。 然后，研究了一种全新的纳米氧化锌合成方法。在非水溶剂（乙醇）中高压电解锌板，制得了室温下光致发光的h。通过 X射线衍射（XRD）和电子衍射（EDP）分析表明，所得h 产品具有纤锌矿结构。室温条件下，该产品用紫外光（365 urn）激发，存在以 2．90 eV和 2．23－2．41 eV为中心的二个发光峰带，即蓝光峰和黄绿光带。样品分别在N。和 0。气氛中 350OC退火1／J’时，黄绿光带的强度减弱。紫外可见光谱分析表明，这种Zno对紫外光有强烈的吸收。对h 的形成机理和发光机理及其应用进行了初步探讨。 最后，进行了多孔硅与纳米＊ 和CdS粒子复合的研究。将PS悬浮于乙醇中配制成悬浮体系，用己附着＊ 的锌片作正极，锌片作负极，在电场强度为 300 V／Cm 时电泳 15 min；多孔硅被电泳到 Zno表面构成Zn／Zno个S电极。然后以Zn／Zno仔S电极作正极，锌片作负极，置于纳米Zno的悬浮体系中，在电场强度为 300 V／Cm时电泳20 min，这样形成了Zno／PS／Zno夹心结构。将CdS粒子悬浮在异丙醇中，超声振荡3小时，静置3个月．取上层悬液作电泳液，铝片分别作正、负极，200 V／Cm电场下电泳 20 min。CdS在电场下电泳到负极上，构成 AI／CdS电极。以 AI／CdS电极为正极，铝片为负极，在 PS的悬浮体系中电泳，在 200 V／Cm时电泳1小时，形成了CdS序S复合结构。 研究了多孔硅复合纳米粒子的发光特性。复合 h／PS／Zno的光致发光既不同于纳米 ＊（520 urn）的发光，也不同于·PS（630 urn）的发光。它是两者的复合发光，复合多孔硅的发光波长在 600 urn，与多孔硅相比其波长蓝移了 30 urn。同时复合 PS的发光强度增大，发光波长稳定。随着时间的增加，Zno复合PS 的发光强度增强，然后发光强度稍微衰减，但发光波长的位置基本不变。在 365 n。激发光的激发下，复合 PS儿dS的发光 3 摘 要波长位置在700 urn，与多孔硅相比，发光波长红移了70 urn，但发光强度不如原生PS的发光强度大。 探讨了多孔硅复合纳米粒子的发光机制。对于复合 h／PS／Zno结构的发光机制，认为是纳米h 价带中的电子在紫外光的激发下，跃迁到Zno的导带，从而处于激发态，由于多孔硅的导带比氧化锌的导带低，Zno导带中处于激发态的电子很快跃窜到多孔硅的导带，然后再与h 价带中的空穴发生复合，发出可见光。其光致发光也可能与氧化锌中的缺陷有关，还需要进一步探讨。对于PS／CdS复合结构的发光机制，认为可能是激发光导致PS 价带上的电子和空穴发生跃迁，电子被激发到多孔硅的导带，而CdS 颗粒的导带比PS 的导带要低，电子很快转移到CdS 的导带上，再与PS价带中空穴复合