基于金属催化刻蚀制备硅微纳结构及其在SALDI质谱中的应用

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1、分类类号号：O647单位代码：10183研究生学号：2015331082密级：公开吉林大学博士学位论文基于金属催化刻蚀制备硅微纳结构及其在SALDI质谱中的应用FabricationofSiMicro/Nano-structuresBasedonMetal-AssistedChemicalEtchingandTheirApplicationsinSALDIMS作者姓名：滕飞专业：物理化学研究方向：表面功能结构的设计与组装指导教师：吕男教授培养单位：化学学院2018年6月基于金属催化刻蚀制备硅微纳结构及其在SALDI质谱中的应用Fabricationof

2、SiMicro/NanostructuresBasedonMetal-AssistedChemicalEtchingandTheirApplicationsinSALDIMS作者姓名：滕飞专业名称：物理化学研究方向：表面功能结构的设计与组装指导教师：吕男教授学位类别：理学博士培养单位：吉林大学化学学院论文答辩日期：2018年5月29日授予学位日期：年月日论文评阅人答辩委员会组成姓名职称工作单位姓名职称工作单位盲审专家正高级中国科学院长春主席闫东航研究员中国科学院长春应用化学研究所应用化学研究所盲审专家正高级东北大学委员刘志强研究员中国科学院长春应用化学

3、研究所盲审专家正高级中山大学李红东教授吉林大学张刚教授吉林大学徐蔚青教授吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，

4、均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：物理化学论文题目：基于金属催化刻蚀制备硅微纳结构及其在SA

5、LDI质谱中的应用作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市前进大街2699号（130012）作者联系电话：摘要摘要基于金属催化刻蚀制备硅纳米结构及其在SALDI质谱中的应用硅作为地壳中含量第二丰富的元素，具有廉价、储量充裕、无毒以及加工制造技术先进等特点，是现代半导体产业中最重要的材料。硅的微纳结构被越来越广泛地应用在光电转换、光电化学催化、光化学以及生物传感器、表面辅助激光解吸电离质谱（surface-assistedlaserdesorption/ionization，SALDI）质谱等领域。制备硅微纳结构的方法很多，例如“

6、气-液-固”生长法、干法刻蚀、湿法刻蚀等。金属催化刻蚀作为湿法刻蚀的一种，因具有操作简单、生产成本低、易获得高纵横比结构等特点受到越来越广泛的关注。SALDI质谱作为一种能够对小分子实现痕量分析的检测技术，随着现代科学的飞速发展，成为一种越来越重要的分析技术。能够用于SALDI检测的无机材料有很多，例如硅微纳结构、碳纳米材料、金属及金属氧化物纳米粒子以及其他复合材料等。由于硅微纳结构在SALDI质谱中具有较高的耐盐性、较好的稳定性等特点，在SALDI质谱中起着非常重要的作用。基于以上考虑，我们基于金属催化刻蚀技术，结合胶体球刻蚀、真空热蒸镀及光刻等技术

7、制备了多种硅的微纳结构，并研究了其结构与性质之间的关系，将其用于提高SALDI质谱的检测性能。本论文的主要研究内容可以概括为以下四个方面：一、我们结合金属催化刻蚀和胶体球刻蚀技术制备了硅纳米柱阵列，通过调节金属催化刻蚀和胶体球刻蚀的时间分别调控硅纳米柱的高度和直径，并研究反射率和硅纳米柱高度、直径的关系，我们发现（1）硅纳米柱阵列基底的反射率随着高度的增加而减小；（2）硅纳米柱阵列基底的反射峰位随着硅纳米柱的直径的减小而发生蓝移。上述结果表明硅纳米柱阵列基底的光学性质可以通过改变硅纳米柱的直径和高度进行调控。二、我们以自组装胶体球单层膜为模板，通过调节

8、金属催化刻蚀过程中刻蚀剂组分的比例，将硅纳米锥阵列的倾斜角度从88.6°精确调控到69.2°。