多孔硅/氧化钨纳米线材料制备

氧化钨被作为一种N型半导体，被认为是极有研究与应用前景的半导体金属氧化物敏感材料。氧化钨除了作为催化、电致变色、隐形材料以及太阳能吸收材料以外，还具有气敏、压敏、光敏以及热敏等半导体独特的性质，其可以应用在气敏传感器、光学传感器等诸多领域。

氧化钨纳米线与传统的氧化钨薄膜相比，其具有更大的比表面积、更大的表面活性以及更强的吸附能力，在功能应用方面具有广阔的前景。多孔硅是一种在硅片表面通过腐蚀形成的孔径尺寸、孔道深度和孔隙率可调的多孔性疏松结构材料，室温下即具有很高的表面活性，且制作工艺易与微电子工艺技术兼容。基于硅基多孔硅的器件在光学传感、医学传感等领域已有广泛的应用。

将硅基多孔硅与氧化钨纳米线复合，可以结合多孔硅和氧化钨纳米线在各个领域广泛应用的特点，集二者优点于一身，制备出独特硅基多孔硅与氧化钨纳米线复合结构，这种复合结构将在生物传感、光学传感等诸多领域具有广阔的应用前景，这种技术可以通过以下方面实现：

（1）清洗硅基片衬底

将p型、单面抛光、电阻率为10～15Ω•cm的单晶硅基片经过浓硫酸与过氧化氢混合溶液浸泡30～50分钟，再经过氢氟酸水溶液浸泡20～40分钟、丙酮溶剂超声清洗5～15分钟、无水乙醇超声清洗5～15分钟、去离子水中超声清洗5～15分钟，以除去表面油污、有机物杂质以及表面氧化层；

（2）制备硅基多孔硅

采用双槽电化学腐蚀法在洗过的硅基片抛光表面制备多孔硅层，所用腐蚀电解液由质量分数40%的氢氟酸与质量分数40%的二甲基甲酰胺按照体积比为1：2组成，腐蚀时间为5～20min；

（3）制备硅基多孔硅基/氧化钨纳米线复合材料

将制备的硅基多孔硅置于水平管式炉中，利用化学气相沉积的方法，以钨粉作为钨源，以氩气作为工作气体，氧气作为反应气体，气体流量分别控制为5～10sccm，源温度为1100度，保温时间为60-100min，本体真空度为1-5Pa，工作压强为 50-80Pa，基片与钨源之间的距离为15-20厘米。

最终形成的多孔硅/氧化钨纳米线材料具有大的比表面积和表面活性，非常适用于作为气敏、光敏、压敏以及热敏材料，且其制备方法具有设备简单，操作方便，工艺参数易于控制，成本低廉。

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