[发明专利]溶液中硅纳米线及硅纳米板的无电生产

说明书

本发明提供一种用于制造多个硅纳米线或多个硅纳米板的组合物以及方法，所述组合物包括：氢氧化钾(KOH)、至少一种催化剂、甲基硅酸钠(CH₅NaO₃Si)以及乙二胺四乙酸(EDTA)，所述乙二胺四乙酸作为一第一螯合剂。

技术领域

本公开一般涉及多个硅纳米线(silicon nanowire)的生产，且特别涉及在一溶液中且在一网状物(mesh)的顶部上生产多个硅纳米线及/或硅纳米板，而不需过度加热所述溶液及/或使用外部直流电。

背景技术

硅纳米线具有独特的性能和性质，这些独特的物理及化学性质使其成为微电子工业中一种良好且理想的材料。硅纳米线传统上是使用化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，CVD)工序生产。在所述CVD工序期间，基板可以暴露于一源材料(sourcematerial)，所述源材料可以由一气体带入反应器。在所述反应器中，所述基板、气体及源材料可以加热到超过200℃的温度，及/或可以产生真空。所述高温及/或真空以及所述源材料的恒定流动可以使所述源材料与所述基板表面反应并在其上沉积，从而生产所需的沉积物，例如硅纳米线。最近进行的研究可能提出使用其他方法来生长硅纳米线的可能性。然而，所述其他方法可能公开将反应器及/或溶液加热至甚至比先前提出更高的温度，例如300℃或更高。其他公开的方法可能包括使用直流电以促进所述反应，其可能需要使用甚至更多的能量。

现有技术说明

在水大气压中硅纳米线的纳米研究生长(Nano Research Growth of siliconnanowires in aqueous atmospheric pressure)-Nae-Man Park及Chel-Jong Choi；清华大学出版于2014年3月12日。

发明内容

根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种用于制造多个硅纳米线或多个硅纳米板的组合物，所述组合物包括：氢氧化钾(KOH)、至少一种催化剂、金属硅酸钠(Na₂SiO₂)以及乙二胺四乙酸(EDTA)，其作为一第一螯合剂。

可选地，所述组合物的催化剂更包括具有多种金属特性的至少一种金属化合物。

可选地，所述组合物更包括二乙基二硫代氨基甲酸钠(C₅H₁₀NS₂Na)，其作为一第二螯合剂。

可选地，所述组合物的催化剂更包括一短的有机化合物，其作为一缓冲剂，所述缓冲剂能够调节形成的所述多个硅纳米线或硅纳米板的数量并防止结块(agglomeration)。

可选地，所述EDTA以及所述二乙基二硫代氨基甲酸钠之间的比例进一步决定在所述溶液中形成的多个纳米线结构，例如多个细长的纳米线或多个粗短的纳米线。

可选地，所述组合物的短的有机化合物是酸性的。

可选地，所述组合物的短的有机化合物是二甲基丙烯酸(DimethylacrylicAcid)。

可选地，所述组合物的金属化合物更包括金、银、铜、不锈钢或其组合。

可选地，所述组合物的金属化合物更包括一网状物。

可选地，所述组合物的金属化合物更包含小于40纳米的多个纳米金属粒子。