1.1 硅纳米线概述 1
1.2 硅纳米线的制备 1
第1章 绪论 1
1.2.1 激光烧蚀法制备硅纳米线 2
1.2.2 化学气相沉积法 2
1.2.3 热气相沉积法 2
1.2.4 溶液法 3
1.2.5 模板法制备一维硅材料 3
1.2.6 硅衬底直接生长法 5
1.2.7 水热法制备硅纳米线 5
1.2.8 电子束平版印刷术制备硅纳米线 5
1.3.2 硅纳米线电子传输特性 6
1.3 硅纳米线物理特性 6
1.3.1 硅纳米线场发射特性 6
1.3.3 硅纳米线光学性能 7
1.3.4 硅纳米线磁学性能 7
1.3.5 硅纳米线热传导性能 7
1.4 硅纳米线应用的前期处理 8
1.4.1 减少晶体缺陷处理 8
1.4.2 分散以及除去表面氧化层处理 8
1.4.3 表面金属离子处理 9
1.5.3 拉曼光谱 10
1.5.2 X射线光电子能谱 10
1.5.1 电镜表征 10
1.5 硅纳米线的表征 10
1.5.4 近边X射线吸收精细结构光谱 11
1.6 硅纳米线的应用及展望 11
1.6.1 场效应晶体管 12
1.6.2 单电子探测器 12
1.6.3 单电子存储元件 12
1.7 硅纳米管的制备及应用前景 13
1.7.1 硅纳米管的制备 13
1.7.2 硅纳米管的应用前景 14
参考文献 15
2.1 硅纳米线的制备 20
第2章 硅纳米线／管的制备 20
2.1.1 激光烧蚀法 21
2.1.2 化学气相沉积法 26
2.1.3 热气相沉积法 28
2.1.4 溶液法 31
2.1.5 其他方法 33
2.2 生长条件对硅纳米线的影响 35
2.2.1 不同载气 35
2.2.2 不同的原材料 37
2.2.3 靶的表面形态 40
2.3 硅纳米管制备的理论预测 42
2.4 硅纳米管制备的实验实现 46
2.4.1 模板法 46
2.4.2 水热法 48
2.4.3 其他方法制备硅纳米管 53
参考文献 56
第3章 硅纳米线／管的表征方法 60
3.1 硅纳米线／管的表征 60
3.1.1 形貌、成分及结构表征 60
3.1.2 能谱分析 66
3.1.3 电学及光谱学分析 67
3.1.4 其他表征方法 70
3.2 硅纳米线／管的形貌 71
3.2.1 本征硅纳米线的形貌 71
3.2.2 掺杂硅纳米线的形貌 74
3.2.3 硅纳米管的形貌 75
3.3 硅纳米线的拉曼光谱 78
3.3.1 实验数据与讨论 78
3.3.2 拉曼峰线形分析 79
3.3.3 新拉曼峰的出现 85
参考文献 85
4.1 同步辐射原理 90
4.1.1 同步辐射介绍 90
第4章 硅纳米线／管的同步辐射研究 90
4.1.2 X射线吸收精细结构（XAFS）光谱 93
4.1.3 MCD 98
4.1.4 角分辨X射线吸收谱 99
4.2 研究纳米材料 99
4.2.1 从研究碳纳米线／管开始 99
4.2.2 X射线吸收谱纳米线／管取向研究 101
4.2.3 X射线吸收谱纳米线／管的缺陷、旋度研究 102
4.3 同步辐射研究硅纳米线／管 103
4.3.1 硅纳米线的研究 104
4.3.3 X射线吸收谱纳米线／管电子结构研究 106
4.3.2 可推延至硅纳米管的研究 106
4.3.4 X射线吸收谱研究纳米线／管的光电性能 107
4.3.5 储氢机理的研究 114
参考文献 118
第5章 硅纳米线的氧化物辅助生长机理 122
5.1 引言 122
5.2 硅纳米线的金属VLS催化生长机理 123
5.3 硅纳米线的氧化物辅助生长机理 124
5.4 氧化物辅助生长机理制备其他一维纳米材料 128
5.4.1 氧化物辅助生长机理制备锗纳米线 129
5.4.2 氧化物辅助生长机理制备二氧化锗纳米线 133
参考文献 136
6.1.1 磷掺杂硅纳米线 140
第6章 硅纳米线的掺杂与金属化 140
6.1 掺杂硅纳米线的种类 140
6.1.2 硼掺杂硅纳米链 141
6.1.3 锂掺杂硅纳米线 142
6.2 硅纳米线的掺杂工艺 142
6.3 掺杂硅纳米线的检测 143
6.3.1 拉曼光谱 143
6.3.2 近边X射线吸收精细结构光谱 146
6.3.3 X射线光电子能谱 147
6.3.4 I-V测量 147
6.4.1 硅化镍纳米线及异质结的合成 149
6.4 硅纳米线的金属化 149
6.4.2 硅化镍纳米线及异质结的表征 150
6.4.3 硅化镍纳米线及异质结的电学特性 155
6.4.4 硅化镍纳米线的巨磁电阻研究 157
6.4.5 其他硅化物纳米线 158
参考文献 163
第7章 硅纳米线／管的性能 167
7.1 硅纳米线的电学特性 167
7.1.1 载流子浓度与迁移率 167
7.1.2 场发射特性 168
7.1.3 电子输运特性 170
7.2 硅纳米线光学特性 173
7.2.1 硅纳米线的PL特性 174
7.2.2 掺杂硅纳米线 177
7.2.3 硅纳米线阵列 178
7.3 硅纳米线的光电特性 179
7.3.1 磷掺杂硅纳米线的光电特性 180
7.3.2 硼掺杂硅纳米链的光电特性 180
7.4 硅纳米管的性能 182
7.4.1 硅纳米管的光学特性 182
7.4.2 硅纳米管性能的理论研究 183
参考文献 190
8.1 多孔硅概述 195
第8章 硅纳米线与多孔硅 195
8.2 多孔硅的制备方法 197
8.2.1 阳极腐蚀法 197
8.2.2 染色腐蚀法 198
8.2.3 火花放电法 198
8.2.4 水热腐蚀法 199
8.3 多孔硅的形成机理 199
8.3.1 Beale耗尽模型 200
8.3.2 扩散限制模型 200
8.3.3 量子限制模型 200
8.4.1 多孔硅的光致发光特性 202
8.4 多孔硅的光致发光 202
8.4.2 多孔硅的光致发光机理 204
8.5 无酸水热法多孔硅与电化学阳极氧化法多孔硅的比较 206
8.5.1 前言 206
8.5.2 无酸水热法制备多孔硅 206
8.5.3 电化学阳极氧化法制备多孔硅 208
8.5.4 无酸水热法多孔硅与电化学阳极氧化法多孔硅的形貌比较 209
8.5.5 无酸水热法多孔硅与电化学阳极氧化法多孔硅的拉曼光谱比较 210
8.5.6 无酸水热法多孔硅与电化学阳极氧化法多孔硅的光致发光比较 211
8.6.1 前言 212
8.6 多孔硅作为制备硅纳米线的模板 212
8.6.2 试验部分 213
8.6.3 试验结果 213
8.6.4 模板法硅纳米线生长机理分析 216
参考文献 218
第9章 硅纳米线／管的应用 221
9.1 硅纳米线的表面改性 221
9.1.1 金属纳米粒子改性 221
9.1.2 硅纳米线表面有机物改性 225
9.1.3 硅纳米线表面生物改性 226
9.2 硅纳米线应用的前期处理及准备工序 227
9.2.1 减少晶体缺陷处理 227
9.2.2 分散以及除去表面氧化层处理 229
9.3 硅纳米线纳米电子器件的制备 230
9.3.1 电子束蚀刻 231
9.3.2 反应性离子蚀刻 231
9.3.3 金属有机物化学气相沉积 232
9.4 各种硅纳米线纳米电子器件 232
9.4.1 场效应晶体管 232
9.4.2 单电子探测器 233
9.4.3 单电子存储元件 233
9.4.4 双方向电子泵 234
9.4.5 双重门电路 235
9.4.7 合成其他纳米材料的模板 236
9.4.6 硅纳米线阵列 236
9.4.8 其他半导体纳米器件 237
9.5 硅纳米线传感器的应用 237
9.5.1 硅纳米线传感器检测气体 238
9.5.2 硅纳米线传感器检测pH值及Ca2+ 239
9.6 硅纳米管的应用前景 241
9.6.1 晶体管等纳米电子器件 241
9.6.2 纳米光电器件 242
9.6.3 自旋电子和纳米尺寸磁性器件 242
9.6.4 场发射显示屏等场发射器件 242
9.6.5 其他应用 243
参考文献 243