【摘 要】
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SiC是第三代半导体中的典型代表者,呈现出许多优异的特性,其中良好的稳定性尤为突出,使得其在研发使用于苛刻条件下的光电器件具有独特优势。SiC低维纳米材料除了具有SiC自身的优异特性,还具有纳米材料所独有的优势,为开发性能优异且高效的光电器件提供了进一步的支持。本论文通过对4H-SiC单晶片进行阳极氧化制备了4H-SiC纳米阵列,并精细调控了所形成的4H-SiC纳米阵列的形貌。以此为基础,探究了4
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SiC是第三代半导体中的典型代表者,呈现出许多优异的特性,其中良好的稳定性尤为突出,使得其在研发使用于苛刻条件下的光电器件具有独特优势。SiC低维纳米材料除了具有SiC自身的优异特性,还具有纳米材料所独有的优势,为开发性能优异且高效的光电器件提供了进一步的支持。本论文通过对4H-SiC单晶片进行阳极氧化制备了4H-SiC纳米阵列,并精细调控了所形成的4H-SiC纳米阵列的形貌。以此为基础,探究了4H-SiC纳米阵列在光电催化和光电探测领域的应用,为碳化硅材料在光电器件领域的进一步应用提供了可能。综合本论文工作,主要取得以下研究成果:（1）采用阳极氧化法制备了4H-SiC纳米阵列,并分别探究了表面活性剂、电解液温度、盐酸和脉冲电压占空比对4H-SiC纳米阵列形貌的影响,获得了多种不同的形貌,比如纳米孔、纳米带和纳米棒等,使得碳化硅纳米阵列的形貌变得更加丰富。（2）设计了一种两步阳极氧化法制备了一体化4H-SiC纳米阵列光阳极,该光阳极可直接进行光电催化性能测试,并探究了4H-SiC纳米阵列形貌对其光电催化性能的影响。结果发现当纳米阵列为碎孔形貌时,其光电流密度值可达3.21 m A cm-2,这是领先于其他碳化硅材料光阳极的。（3）探究了4H-SiC一体化纳米阵列光阳极的宽温光电催化性能,发现其在45℃的电解液中光电流密度仍可达2.17 m A cm-2,这表明4H-SiC一体化纳米阵列光阳极在宽温光电催化剂方面具有非常大的应用潜力。（4）利用热蒸镀设备在4H-SiC纳米阵列薄膜上蒸镀一层银叉指电极将其构建成光电探测器,用半导体表征系统测试其光电探测性能,结果发现当电压为2 V时,光电流值比暗电流高出42倍,这表明4H-SiC纳米阵列在光电探测器领域具有很大的应用潜力。
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