Fabrication and Optical Characterization of Silicon Nanostructure Arrays by Laser Interference Lithography and Metal-Assisted Chemical Etching

اكسيد آهن (Fe2O3) به طور گسترده اي در كاتاليست، رنگدانه و سنسور گازها كربرد دارد. در اين مقاله نانوميله هاي ?- Fe2O3 با روش شيميايي ساده سنتز شدند. براي اين كار از پيش ماده ي Fe(NO3)3.9H2O استفاده شد. الگوي پراش اشعه X (XRD) نشان داد كه فاز بلوري ?- Fe2O3 (هماتيت) بعد از كلسينه كردن محصول در دماي 500 درجه سانتي گراد به دست مي آيد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي ) SEM ( نشان دهنده ي مورفولوژي ميله اي شكل محصول مي باشد. باندگپ محصول با استفاده از طيف‌سنج نوري (UV-Vis-NIR Spectroscopy) 2.77 الكترون ولت حساب شد. براي بررسي خصوصيلت مغناطيسي محصول از آناليز مغناطيس سنج ارتعاشي (VSM) استفاده شد.

In this paper metal-assisted chemical etching has been applied to pattern porous silicon regions and silicon nanohole arrays in submicron period simply by using positive photoresist as a mask layer. In order to define silicon nanostructures, Metal-assisted chemical etching (MaCE) was carried out with silver catalyst. Provided solution (or materiel) in combination with laser interference lithography (LIL) fabricated different reproducible pillars, holes and rhomboidal structures. As a result, Submicron patterning of porous areas and nanohole arrays on Si substrate with a minimum feature size of 600nm was achieved. Measured reflection spectra of the samples present different optical characteristics which is dependent on the shape, thickness of metal catalyst and periodicity of the structure. These structures can be designed to reach a photonic bandgap in special range or antireflection layer in energy harvesting applications. The resulted reflection spectra of applied method are comparable to conventional expensive and complicated dry etching techniques.