电场诱导硅纳米线的图案化排列及其应用研究.doc

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1、电场诱导硅纳米线的图案化排列及其应用研究摘要：木文使川山两片导电玻璃(TTO)构成的平行板电容器，将硅纳米线(SiNWs)在去离子水中的分散液注入该电容器，并在其两端施加外加电场，SiNWs选择性地沉积在底部的ITO区域，从而在底部形成很大面积的均匀的硅纳米线图案化结构。通过对底面ITO表而进行选择性光刻，可以控制得到相应硅纳米线图案的形状。同时，用同样的方法能够在硅片基底上得到相应的SiNWs的图案，通过在所得图案的表而修饰Ag纳米颗粒，该基底能够很好地用来检测罗丹名6G(R6G)的表面增强拉曼光谱(SERS)的信号，且具有很强的选择性和均一性。关键词：硅纳米线；图案化；外加电场；表面

2、增强拉曼光谱中图分类号：0433FormationofsiliconnanowirepatternsbyelectricalfieldandtheirapplicationsZOUBin,ZHANGXiujuan(FunctionalNano&SoftMaterialsLaboratory(FUNSOM)andJiangsuKeyLaboratoryforCarbon-BasedFunctionalMaterials&Devices,SoochowUniversity,Suzhou215123)Abstract:WcusetwopiecesofparallelITOglasstocons

3、tructacapacitor,wheretheSiNWsdispersedindeionizedwaterisinjected.Whenanexternalelectricalfieldisappliedbetweenthecapacitor,theSiNWswillselectivelytransferintotheITOareas,forminglarge-scaleuniformpatternsofSiNWs・Bymanipulatingtheelectrodegeometriesthroughphotolithography,differentpatternswithshape

4、srangingfromgrid-likestructures,circlesandsquareswerereadilyobtained.BymodifyingthepatternswithAgnanoparticles,thestructurecanbeservedastheSurface-enhancedRamanSpectra(SERS)substratefordetectionofR6Gmoleculeswithhighselectivityanduniformity.Keywords:Siliconnanowire;Patterning;Externalelectricalfi

5、eld;Surface-enhancedRamanSpectra0引言SiNWs山于其优良的物理、化学性质使得其被广泛应用于各种光电器件及生物，化学传感器SiNWs的图案化对于其在大而积集成器件以及复杂电路中的实际应用有着举足轻重的作用。传统的制备SiNWs的图案化结构的方法主要包括以卜儿种：通过对基底进行单分子层的选择性亲水或者疏水修饰，通过提拉转移的方法可以使SiNWs选择性的转移到基底的亲水区域［习：通过对基底选择性修饰上带负电和电中性的单分子层，由于表面电荷的作用，可以使分散在水中的SiNWs选择性地吸附到带冇负电单分子层修饰的区域⑷。然而，这两种方法在操作过程中都需要对基底进行

6、单分了层修饰，操作过程复杂需要较氏的时间，另外，通过这两种方法得到的SiNWs的图案往往局限于某儿种图案。因此，找到一种能够快速简单地制备大面积均勻，同时能够得到任意图案的图案化SiNWs的方法显得尤为巫要。木文介绍一种用外加电场的方法来制备图案化SiNWs结构的方法。我们使用山两片ITO玻璃构成的平行板电容器，将SiNWs的分散液注入其中并在其两端施加一个外加电场。实现发现，在外加电场的作用下溶液中的SiNWs会选择性地进入ITO区域。当图案形成时，撤掉电场并用去离子水和丙酗冲洗掉样品表面的光刻胶后，SiNWs仍然能够固定在原来的ITO区域，形成大面积冇序均匀的图案化结构。此外，我们可

7、以通过对底部ITO玻璃表而进行选择性的光刻，从而来控制得到的SiNWs图案的形状。该方法同样可以拓展到其他的导电基底，我们成功地在硅基底上获得SiNWs图案。在此基础上表而修饰上Ag纳米颗粒，将所得到的结构用SERS信号检测R6G,具冇很好的选择性及均一性。该方法能够简单快速的制备大而积有序均一的SiNWs图案，并且在不同的导电基底上冇很好的普适性，对于促进SiNWs图案化结构的实际应用具有推动作用。1实验部分1.1材料与仪器p型［