一种在光纤表面制备一维硅纳米结构阵列的方法

摘要

本发明涉及一种在光纤表面制备一维硅纳米结构的方法，通过对具有柱状微结构的多晶硅薄膜进行化学刻蚀，获得在光纤表面的一维硅纳米结构阵列。所述方法在清洁的石英光纤纤芯表面沉积非晶硅薄膜；然后对非晶硅进行高温退火，得到具有柱状微结构的多晶硅薄膜，并使部分柱晶分离；以HF酸加H₂O₂腐蚀溶液对多晶硅薄膜进行化学刻蚀，优先腐蚀掉柱晶之间的多孔界面层，使得柱晶之间进一步分离，并减小柱晶的尺寸，从而获得硅纳米线阵列；进一步的刻蚀导致柱晶从光纤表面脱离，留下下层的锥形纳米结构阵列。本制备方法简单，成本低廉，可以制备出分层的一维硅纳米结构阵列，能够对纳米线的长度、直径、掺杂类型及水平等实现有效控制，并且通过光纤盘绕或管式沉积设备可以实现长距离光纤上一维硅纳米结构阵列的制备，甚至允许卷到卷的制备过程。

主权项

一种在光纤表面制备一维硅纳米结构阵列的方法，其特征在于：该方法直接对光纤表面的具有柱状微结构的多晶硅进行化学刻蚀，所述方法按如下步骤进行：（1）光纤清洗，利用丙酮去除光纤表面聚合物包层；（2）采用等离子体增强化学气相沉积在光纤纤芯表面沉积非晶硅薄膜；（3）对非晶硅薄膜进行高温真空退火，得到多晶硅薄膜；（4）利用H₂O₂+HF+H₂O溶液对光纤表面的多晶硅进行刻蚀，得到一维纳米结构阵列；（5）对制备好的样品进行清洗、干燥处理。