التوصيف البصري للسيليكون النانوي المحفور كيميائيًا المضمن في مصفوفة Sol-Gel
Title Optical Characterization of Chemically Etched Nanoporous Silicon Embedded in Sol-Gel Matrix
الباحث الرئيس محمد نذير الدين خان
الباحثون المشاركون
التخصص: الفيزياء
التخصص الدقيق: Laser and Nonophysics
المستخلص: تم فصل السيليكون النانوي (NPs) المصنوع بواسطة عملية النقش الكيميائي في حمض الهيدروفلوريك HF تم فصله اولاً في مذيب رباعي الهيدروفلوران (THF) ثم تم دمجه في مصفوفة ثنائي أكسيد السيلكون. تم تحضير المصفوفة بواسطة عملية الصل جل، حيث تم استخدام ثنائي ميثيل فورماميد (DMF) كمادة مضافة للتحكم الكيميائي للتجفيف (DCCA) لتكوين عينة مجففة خالية من الشقوق. لقد قمنا بفحص الخواص البصرية لـ NPs في ثلاثة وسائط وهي مذيب، محلول غرواني، وهلام محلول جاف. تم ملاحظة أن أطياف امتصاص السيليكون النانوي في مذيب رباعي الهيدروفلوران يتم تعديلها بالنسبة للأطياف في sol gel. لوحظ استقرار كبير في التلألؤ الضوئي للسيلكون النانوي في sol gel. كما تمت مناقشة تأثير بيئة المصفوفة على قمم السيلكون النانوي. تم تمييز التشكل السطحي بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح للانبعاثات الميدانية، والذي يوضح أن NPs في مذيب رباعي الهيدروفلوران THF يشبه الـ sol gel ولكنه يصبح جسيم مجتمع إلى جسيم. تم تأكيد وجود جزيئات السيلكون النانوية في THF وفي sol بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح (TEM). تتميز السيليكونات النانوية بأنها أحادية التشتت وذات طبيعة بلورية عالية ذات شكل كروي يتراوح لها حجم حوالي 5 نانومتر.
Abstract: Nanoporous (NPs) silicon fabricated by chemical etching process in HF acid was first separated in tetrahydrofuran (THF) solvent and then incorporated into SiO2 matrix. The matrix was prepared by sol gel process in which dimethylformamide (DMF) was used as drying chemical control additive (DCCA) to form crack-free dried sample. We examined the optical properties of NPs in three medium which are solvent, sol, and dried sol gel. Our observations reveal that absorption spectra of NPs silicon in THF are modified with respect to the spectra in sol gel. Significant stability in PL of NPs silicon in the sol gel is observed. Influence of matrix environment on peaks of NPs is also discussed. Surface morphology is characterized by field emission scanning electron microscopy (FESEM) which shows that the NPs silicon in THF is similar to the sol gel but becomes aggregation particle to particle. Presence of Si nanoparticles in THF and sol is confirmed by Transmission electron microscopy (TEM). The NPs silicons have mono dispersive and high crystalline nature with spherical shape of around 5nm in sizes.