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一种简便制备新型三维多孔硅/金结构用于表面增强拉曼散射的方法
摘要： 基于硅的表面增强拉曼散射（SERS）传感技术是检测各类化学和生物物质的有力工具。进一步提升硅基SERS平台的简易性、稳定性、灵敏度及低成本特性仍对实际应用具有重要需求。本研究报道了一种具有优异SERS性能的三维（3D）多孔硅/金SERS平台的简易制备方法。该方法通过在铝硅铸造合金表面诱导激光生成枝晶状微结构，随后从激光处理表面脱合金去除铝元素，形成三维枝晶状多孔硅基底。通过溅射工艺在该基底上镀覆金膜，从而构建三维多孔硅/金SERS平台。该平台展现出高灵敏度SERS性能，可实现对罗丹明6G分子低至10^-15 M浓度的超灵敏检测，增强因子达到10^11至10^12量级。随机选取15组SERS光谱测得相对标准偏差为6.2%，证实了所制备三维多孔硅/金SERS平台具有卓越的重复性。
关键词： 激光，多孔硅/金，表面增强拉曼散射，去合金化
更新于2025-11-28 14:24:20
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功能化氧化硅纳米片：针对相对湿度增强灵敏度的定制化设计
摘要： 采用完全氧化的二维（2D）硅纳米片（SiNSs）为二维硅基材料在纳米电子学领域的应用提供了新思路。致密堆叠且高孔隙率的氧化硅纳米片（OSiNSs）作为湿度检测的敏感层，其因氧化产生的多孔结构及二维表面亲水基团功能化潜力，使该复合材料对相对湿度（RH）展现出极佳灵敏度。本研究通过功能化精确调控了SiNSs的传感特性：当SiNS-MAA（甲基丙烯酸修饰的SiNSs）沉积于叉指电极后，在20-85%RH范围内电容值翻倍——该数值是在环境条件下SiNS-MAA完全氧化后获得的，其灵敏度远超现有聚合物湿度传感器。相反，疏水性叔丁基丙烯酸（tBMA）功能化则消除了响应特性。实验证明，SiNSs的特异性功能化为实现RH灵敏检测提供了可靠途径?；诠δ艿骺氐睦嗨撇呗钥捎糜谔嵘衅髡罅醒≡裥裕缤ü徊叫奘文擅撞牧媳砻婀倌芡呕蛄佣圆煌肪程跫舾械姆肿?，这些功能分子还可用于后续（生物）分子固定化，从而形成针对基底和气体的敏感识别基团。但传感器技术面临的核心挑战在于开发高选择性方案——即能区分不同蒸汽种类的传感系统。本策略为解决现代纳米材料技术中的这一难题提供了具有前景的新途径。
关键词： 二维材料、多孔硅、功能化、硅纳米片、混合系统、含水量
更新于2025-11-21 11:20:48
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基于多孔硅N型(100)扩展栅场效应晶体管测定钠和钾离子选择性电极的选择性系数
摘要： 基于多孔硅N型(100)扩展栅场效应晶体管测定钠和钾离子选择性电极的选择性系数
关键词： 钠，选择性系数，多孔硅，扩展栅场效应晶体管，离子选择性电极，钾
更新于2025-09-23 15:23:52
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强疏水厚多孔硅染色膜特性的研究
摘要： 通过氢氟酸（HF）和五氧化二钒（V2O5）混合溶液对p型硅基底进行化学蚀刻，成功制备出具有强疏水性的多孔硅（PSi）结构。采用扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对加工后硅表面的形貌与微观结构进行了表征。结果表明：所获结构呈现具有硅多孔柱（PPSi）的分级多孔表面，且表面展现出优异的疏水性。在10ppm二氧化氮（NO2）气体环境中测试了这些PPSi结构的电学性能，室温下响应时间约为30秒。研究证实PPSi/Si结构长期保持高疏水性，适用于自清洁领域，并有望成为制备实用化NO2传感器的优良候选材料。
关键词： 多孔硅、疏水性、气体传感应用、柱状结构
更新于2025-09-23 15:23:52
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多孔硅对N2气体传感器的电学特性
摘要： 多孔硅（PSi）在气体传感器件中的应用在过去十年中受到了广泛关注。本研究探讨了电化学蚀刻制备的PSi层的电学特性。我们发现，为了更好地理解PSi表面的吸附特性，有必要了解PSi形貌如何依赖于蚀刻参数。通过改变阳极氧化过程中的氢氟酸浓度、电流密度、阳极氧化时间和蚀刻时间，可以控制PSi的物理结构，即孔隙率和孔径分布。我们描述了用于气体传感器的测试系统，并研究了不同制备条件下N2气体中PSi层（p型）的电学行为。结果表明，当N2气体被吸附时，电流密度显著增加。I-V特性的测量是在大气压、室温和N2气体条件下进行的。
关键词： 电流-电压曲线，氮气，多孔硅，气体传感器
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于气体分子吸附的准一维硅纳米结构：一项DFT研究
摘要： 多孔结构提供了适用于气体传感的巨大表面积，然而其量子准局域效应对分子传感能力的影响却鲜有研究。本研究通过第一性原理计算，将硅纳米孔与硅纳米线的气体传感性能进行对比分析，重点研究了相同横截面的硅纳米孔和纳米线对有毒气体分子CO、NO、SO?和NO?的吸附特性。结果表明：硅纳米孔与纳米线的传感相关性质高度相似，说明表面效应占主导地位；但在某些特定情况下（如吸附CO的纳米多孔硅呈现金属能带结构，而同尺寸纳米线仍保持半导体特性），二者存在显著差异，这表明量子准局域效应可能在此过程中起重要作用。这些发现对研究气体分子在纳米结构表面吸附背后的量子现象具有重要意义，可应用于化学探测器或催化剂领域。
关键词： 传感、化学传感器、硅纳米线、密度泛函理论、分子吸附、多孔硅
更新于2025-09-23 15:23:52
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采用图案化电极改进电化学多孔硅制备工艺
摘要： 芯片上的多孔硅可以通过多种方法制备，但最简单的可能是一种无需外部电源的伽伐尼法。虽然这种蚀刻工艺相对简单，但其蚀刻过程高度依赖于背面贵金属与正面硅表面的表面积比（SAR）——二者分别作为电化学电池的阴极和阳极。该表面积比控制着蚀刻电流密度，因此局部差异可能产生高电流密度，从而对最终多孔硅膜的质量产生不利影响。本研究探讨了采用图案化背面铂电极的伽伐尼蚀刻技术。使用能模拟正面硅图案的图案化背面电极，可使整个样品的蚀刻电流更稳定，从而获得更均匀的多孔硅膜。本工作测试了三角形多孔硅膜，以与先前使用未图案化电极的研究进行对比。采用图案化电极时，观察到薄膜长度方向的蚀刻深度变化百分比为8%，较之相同正面硅图案搭配未图案化背面电极时108%的深度变化，这是显著的改进。
关键词： 多孔硅，电化学蚀刻，介孔，伽伐尼蚀刻
更新于2025-09-23 15:23:52
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[2018年IEEE电气工程与光子学国际会议（EExPolytech） - 俄罗斯圣彼得堡（2018.10.22-2018.10.23）] 2018年IEEE电气工程与光子学国际会议（EExPolytech） - 利用拉曼光谱研究硅结构的相组成与形貌以确定结晶度参数
摘要： 本研究旨在探究微晶硅薄膜的相组成对工艺参数的依赖性。通过等离子体化学气相沉积法（PECVD）制备了微晶硅薄膜，并采用拉曼光谱分析了所得薄膜的相组成及其结晶度与结构之间的关联。结果表明：通过控制压力、放电功率和硅烷流量等关键工艺参数，可使结晶度参数达到50%-70%范围?；谑笛槭?，提出了调控结晶度参数的建议方案，该方案拟应用于硅基多孔结构的制备过程。
关键词： 形态学、半导体、硅、多孔硅、相组成、拉曼光谱、拉曼结晶度
更新于2025-09-23 15:23:52
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c-Si/多孔Si/CdS异质结的电学与光电特性
摘要： 根据CdS晶粒和硅孔的尺寸，研究了分别通过电化学沉积和阳极氧化制备的c-Si/多孔Si/CdS异质结的电学和光电特性。确定了最佳孔径（10-16纳米），该孔径使异质结的光电转换效率达到最大值（7.71%）。
关键词： 多孔硅、异质结、阳极氧化、电化学沉积
更新于2025-09-23 15:22:29
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选择性气体传感器——多孔硅材料
摘要： 研究了极性和非极性蒸汽（如乙醇、甲醇、乙腈、氯仿和甲苯蒸汽）对多孔硅气体传感器的影响。我们证明通过103–10? Hz频率范围内的阻抗测量可实现单个传感器的选择性。研究表明不同气体作用下该结构的电容值及其频率色散存在差异，从而为特定气体提供独特特征信号。提出一组参数用于数值化表征对不同气体的响应特性，不同蒸汽的响应特征时间可作为选择性检测气体的附加参数。
关键词： 有机蒸汽、气体传感器、多孔硅、选择性
更新于2025-09-23 15:22:29