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利用湿法刻蚀制备半导体纳米结构具有很多优点:可以在常温下进行,过程简单,不需要复杂的反应设备,能够制备大面积的定向纳米结构阵列;在辅以模板的情况下,容易得到图形化的纳米结构;纳米结构的掺杂可以由刻蚀所用原材料来控制。本论文用湿法刻蚀制备了硅的弯折纳米线阵列和锗的微米/纳米锥阵列结构,并研究了基于锗纳米锥阵列的荧光pH传感器。本文还研究了银纳米线掺杂的染料敏化太阳能电池,探讨了银纳米线提高太阳能电池光电转换效率的机制。主要工作如下: 1.利用(111)晶向单晶硅片化学刻蚀可控制备硅纳米线,发现刻蚀方向与刻蚀液的氧化性强弱有关,在氧化性强的刻蚀液中,倾向于沿硅<100>方向优先刻蚀,在氧化性弱的刻蚀液中,倾向于沿硅<111>方向优先刻蚀。利用这一规律,通过改变刻蚀液中的双氧水浓度或者刻蚀液温度,调控刻蚀液的氧化性强度,得到了弯折硅纳米线阵列。 2.研究了单质锗在不同氧化剂和氢氟酸的混合溶液中的各向异性刻蚀规律,在双氧水和氢氟酸的混合溶液中,得到大长径比、定向性好的锗/氧化锗的核/壳锥状结构阵列。在刻蚀过程中,空穴有加快刻蚀的作用,而锗的低价氧化物有抑制刻蚀的作用。在这两种作用下,形成了锗/氧化锗的锥状核/壳结构阵列。这一机理在实验上得到了很好的验证。 3.将锗/氧化锗核/壳锥状结构阵列在还原性气氛中还原为单质锗锥状阵列,并将氨基荧光素通过共价键连接到阵列表面,制备了基于锗锥阵列的荧光pH传感器。结果表明,在酸性条件下传感器的荧光猝灭,在碱性条件下传感器的荧光恢复。在pH=4到9的范围内,荧光强度与pH值呈现出很好的线性关系。该传感器具有良好的选择性、灵敏度和稳定性,并且可以反复使用。 4.用乙二醇还原硝酸银的方法制备了银纳米线,并将银纳米线掺杂到染料敏化太阳能电池的光阳极P25膜中。通过实验探讨了银纳米线对电子的收集作用、对光的散射作用、以及银纳米线表面等离子共振作用引起的光吸收增强作用对电池效率的贡献。通过在光阳极中加入银纳米线的方法,可以明显提高太阳能电池的光电转换效率。