Studium morfologie a chemického složení povrchu porézního křemíku v závislosti na podmínkách přípravy

Abstract

Název práce: Studium morfologie a chemického složení povrchu porézního křemíku v závislosti na podmínkách přípravy Autor: Bc. Martin KONEČNÝ E-mail autora: konecmar@seznam.cz Katedra (ústav): Katedra chemické fyziky a optiky (113. ▪ 32-KCHFO) Vedoucí diplomové práce: Doc. RNDr. Juraj Dian, CSc., KCHFO, MFF UK E-mail vedoucího: Juraj.Dian@mff.cuni.cz Abstrakt: Porézní křemík je materiál na bázi křemíku, který se nejčastěji připravuje anodickým leptáním krystalického křemíku v kyselině fluorovodíkové. Fyzikální a chemické vlastnosti porézního křemíku určují útvary rozměrů řádově jednotky až desítky nanometrů. Vlastnosti nanostrukturních materiálů jsou ve srovnání se svými makroskopickými protějšky ovlivněny kvantovým rozměrovým jevem a fyzikálně-chemickými jevy na jeho obrovském vnitřním povrchu. V závislosti na typu křemíkového substrátu (typ dopantu, vodivost, krystalografická orientace) a technologických podmínkách lze připravit materiál o různé velikosti pórů (makroporézní, mesoporézní a mikroporézní křemík) a o různém zastoupení vazeb Si-O a Si-H. Morfologie a chemické složení povrchu porézního křemíku předurčují jeho využití pro nejrůznější aplikace. Jednou z nejvýznamnějších aplikačních možností porézního křemíku je konstrukce senzorů chemických látek. K tomu lze využít výrazné citlivosti fyzikálních...

Title: Morfology and surface chemical composition of porous silicon prepared at various conditions Author: Bc. Martin KONEČNÝ Author's e-mail: konecmar@seznam.cz Department: Department of Chemical Physics and Optics Supervisor: Doc. RNDr. Juraj Dian, CSc. Supervisor's e-mail: Juraj.Dian@mff.cuni.cz Abstract: Porous silicon is a silicon-based material prepared mainly by anodic etching of crystalline silicon in hydrofluoric acid. Physical and chemical properties of porous silicon are governed by structures with sizes of the order of ones to tens of nanometers. Properties of nanostructure material are affected - as compared to macroscopic counterparts - by quantum confinement effect and enormous internal surface. According to type of silicon substrate (type of dopant, conductivity, crystallographic orientation) and technological conditions a material with different mean size of pores (macro-, meso- and nanoporous silicon) and surface chemical composition (different ratio of Si-O and Si-H bond) can be prepared. Morphology and surface chemical composition predestinated application potential of porous silicon for sensors of chemical species by taking advantage of strong sensitivity of physical properties of silicon nanocrystals - especially of photoluminescence - on the chemical state of a surface. Detection of...