RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики // Архив

Письма в ЖЭТФ, 2023, том 117, выпуск 2, страницы 115–120 (Mi jetpl6847)

Эта публикация цитируется в 2 статьях

ОПТИКА, ЛАЗЕРНАЯ ФИЗИКА

Оптические свойства кремниевых нанонитей, полученных методом металл-стимулированного химического травления с использованием золотых наночастиц

К. А. Гончарa, И. В. Божьевa, О. А. Шалыгинаa, Л. А. Осминкинаab

a Физический факультет, МГУ имени М. В. Ломоносова, 119991 Москва, Россия
b Институт биологического приборостроения РАН, 142290 Пущино, Россия

Аннотация: Кремниевые нанонити (КНН), благодаря их уникальным структурным и физическим свойствам, являются перспективным материалом для использования в электронике, фотовольтаике, фотонике, сенсорике и биомедицине. Несмотря на множество методов, доступных для синтеза КНН, металл-стимулированное химическое травление (MСХТ) сегодня является одним из наиболее перспективных для их экономически эффективного производства. В большинстве работ в качестве катализатора химической реакции травления кристаллического кремния используют наночастицы серебра. Однако использование золотых наночастиц в МСХТ может существенно повлиять на морфологию и оптические характеристики получаемых образцов. В представленной работе КНН синтезированы методом МСХТ кристаллического кремния с использованием золотых наночастиц. Показано с помощью методов растровой и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, что полученные нанонити имеют диаметр $\sim$ 100 нм и представляют собой $\sim$ 50 нм кристаллический стержень, покрытый $\sim$ 25 нм слоем SiO$_2$, на границе которых присутствуют кремниевые нанокристаллы. Пористость массивов КНН оценивалась из их спектров зеркального отражения, и рассчитывалась с помощью модели эффективной среды Бруггемана, и составляет 70 %. При этом образцы демонстрируют крайне низкое (3–7 %) полное отражение в спектральной области 250–1000 нм, увеличение интенсивностей межзонной фотолюминесценции и комбинационного рассеяния света по сравнению с исходной подложкой кристаллического кремния, за счет эффекта локализации света. Кроме того, обнаружена фотолюминесценция нанонитей в области 500–1000 нм с максимумом на 700 нм, что объясняется излучательной рекомбинацией экситонов в кремниевых нанокристаллах с размером 3–5 нм.

Поступила в редакцию: 01.12.2022
Исправленный вариант: 01.12.2022
Принята в печать: 02.12.2022

DOI: 10.31857/S1234567823020052


 Англоязычная версия: Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, 2023, 117:2, 111–115


© МИАН, 2024