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1、從熱蒸發(fā)多孔氧化硅薄膜表面形貌研究其生長機理／趙麗特等·37·從熱蒸發(fā)多孔氧化硅薄膜表面形貌研究其生長機理趙麗特，范東華，朱慧群，羅堅義，王憶，龍擁兵，文銓(五邑大學應用物理與材料學院，江門529020)摘要薄膜的表面形貌與生長機理相關(guān)，因此可以通過研究薄膜表面形貌的演變來外推其生長機理。利用熱蒸發(fā)法在硅片上制備了納米多孔二氧化硅薄膜，利用掃描電鏡(SEM)和x射線能譜(EDS)對不同樣品的形貌、成分進行了表征。研究發(fā)現(xiàn)所制備的薄膜是由線狀結(jié)構(gòu)或直立的片狀結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的多孔結(jié)構(gòu)。利用馬拉高尼效應和潤濕理論，對薄膜的氣一液一固生長機理和氧化物輔助生長機理進行了探
2、討。關(guān)鍵詞薄膜多孔氧化硅納米線納米片生長機理中圖分類號：TB321文獻標識碼：ADOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2015．12．009StudyonGrowthMechanismfromMorphologyofPorousSilicaFilmsDepositedbyThermalEvaporationZHAOLite，F(xiàn)ANDonghua，ZHUHuiqun，LUOJianyi，WANGYi，LONGYongbing，WENQuan(SchoolofAppliedPhysicsandMaterials，WuyiUniversity
3、，Jiangmen529020)AbstractBecausethesurfacemorphologyofthefilmiscorrelatedwithitsgrowthmechanism，itsgrowthmechanismcanbededucedfromtheevolutionofthesurfacemorphology．PoroussilicafilmswerepreparedonSisub—stratesbythermalevaporationdepositionmethods．Thesurfacemorphologyandcompositionof
4、differentsamplesweredescribedbymeansofscanningelectronmicroscopeandX-rayenergydispersivespectroscopy，whoseresultsindicatedthepreparedsampleshaveporousstructurecomposedofnanowiresorstand-upnanosheets．Thegrowthmechanismsoffilms，includingthevapor-liquid-solidmechanismandoxide-assisted
5、growthmechanism，werealsodiscussedbyMa—rangonieffectandwettingtheory．Keywordsthinfilms，poroussilica，nanowires，nanosheets，growthmechanism膜由于特殊的納米尺度空洞的微觀結(jié)構(gòu)而具有許多優(yōu)異的0引言性能，可用作寬帶減反射膜、低介電常數(shù)絕緣層、聲阻抗耦合薄膜的表面形貌及各種表面缺陷和材料的性質(zhì)及應用材料、高效絕熱層、防眩光涂層、超高速集成電路基片以及過有密切關(guān)系[1]，從薄膜生長的角度看，薄膜的形核和生長行濾薄膜、分離薄膜、催化薄膜等
6、，因此納米多孔SiO。薄膜的為決定薄膜的表面狀態(tài)，進而影響薄膜的特性。薄膜成核長制備與性能表征備受關(guān)注_9，但是對多孔Si0薄膜的形大的具體過程包括：原子沉積到襯底、從襯底再蒸發(fā)、互擴散成和生長的研究還遠遠不足。(在襯底表面、晶核表面、界面處擴散)、成核、長大等。這些本工作利用熱蒸發(fā)法在Si片上制備了納米多孔SiO。薄過程都是隨機過程，受到不同的制備方法、生長條件和襯底膜，根據(jù)分形理論(分形是圖形中整體和局部有某種方式相材料等因素的影響，因此薄膜生長動力學的研究過程相當復似的形)，對不同放大倍數(shù)的SEM圖片整體和局部進行了詳雜。Herring~z]認為，薄膜
7、的表面形貌是與生長機制相關(guān)的，細的分析。經(jīng)過分析其表面形貌，采用氣一液一固(Vapor-li-可以通過研究薄膜表面形貌的演變來外推其生長機理。隨quid-solid，VLS)生長機理和氧化物輔助生長機理(Oxide-as—著目前檢測手段的不斷進步，可以獲得非常清晰的微觀圖像sistedgrowthmechanism)研究多孔SiO2薄膜的生長機理。為研究表面形貌和生長機制提供依據(jù)。利用潤濕理論，對薄膜的VLS生長機理和氧化物輔助生長自從1990年Canham觀測到多孔硅的發(fā)光現(xiàn)象以來L3]，機理的關(guān)系進行了探討。類比酒腿(也叫酒淚)現(xiàn)象，利用馬多孔硅、硅納米
8、線、氧化硅納米線及非晶Si／SiO2薄膜等硅基拉高尼
