سیلیکون سیاه یک ماده نیمه رسانا است، سطح سیلیکون بازتاب بسیار کمی دارد و به همین خاطر جذب نور مرئی ( و مادون قرمز ) بالایی دارد.
سیلیکون سیاه در دهه ۱۹۸۰ به طور اتفاقی توسط حکاکی یونی واکنشی ( RIE ) کشف شد. [ ۱] روش های دیگر برای تشکیل ساختار مشابه عبارتند از: اچ کردن الکتروشیمیایی، اچ کردن رنگ، اچ کردن شیمیایی به کمک فلز، و درمان لیزری ( که در آزمایشگاه اریک مازور در دانشگاه هاروارد توسعه یافته است ) ، و همچنین فرایند FFC Cambridge ( یک فرایند کاهش الکتروشیمیایی می باشد ) . [ ۲]
سیلیکون سیاه به یک عنصر مهم برای صنعت فتوولتائیک خورشیدی تبدیل شده است زیرا راندمان تبدیل نور به الکتریسیته بیشتری دارد که هزینه های آن ها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. [ ۳]
سیلیکون سیاه دارای یک ساختار سطحی سوزنی شکل است که در آن سوزن ها از سیلیکون تک کریستال ساخته شده اند و ارتفاع آنها بیش از ۱۰ میکرومتر است و قطر کمتر از ۱ میکرومتر می باشد. یکی از ویژگی های اصلی آن افزایش جذب نور فرودی است - که سبب بازتاب بالای سیلیکون می شود، که معمولاً ۲۰ تا ۳۰٪ برای وقوع بازتاب آن طبیعی است، ولی بعضی اوقات به حدود ۵٪ کاهش می یابد. این بازتاب به دلیل تشکیل یک محیط به مؤثر ایجاد شده توسط سوزن ها است. در این محیط، رابطه واضحی وجود ندارد، اما تغییر مداومی وجود دارد که ضریب شکست بازتاب فرنل را کاهش می دهد. هنگامی که عمق لایه درجه بندی شده تقریباً برابر با طول موج نور در سیلیکون باشد ( حدود یک چهارم طول موج در خلاء ) ، بازتاب به ۵٪ کاهش می یابد. درجه بندی های عمیق تر، سیلیکون سیاه تری تولید می کنند. [ ۴] برای انعکاس کم تر، ویژگی های مقیاس نانو که لایه درجه بندی شده شاخص را تولید می کنند باید کوچک تر از طول موج نور فرودی باشند تا از پراکندگی جلوگیری شود. [ ۴]
ویژگی های نوری غیرمعمولی که دارند، همراه با خواص نیمه رسانایی سیلیکون، این ماده را برای کاربرد در حسگرها مفید می سازند. کاربردهای احتمالی سیلیکون سیاه عبارتند از:[ ۵]
• سنسورهای تصویر با حساسیت بسیار بالا
• دوربین های حرارتی
• ردیاب نوری با راندمان بالا از طریق افزایش جذب نور. [ ۶] [ ۷]
• اتصالات و رابط های مکانیکی
• برنامه های کاربردی تراهرتز[ ۸] [ ۹] [ ۱۰]
• سلول های خورشیدی[ ۱۱] [ ۲] [ ۱۲] [ ۱۳]
• سطوح ضد باکتری[ ۱۴] که با پارگی فیزیکی غشای سلولی باکتری ها کار می کنند.
• طیف سنجی رامان بهبود یافته سطح[ ۱۵]
• سنسورهای گاز آمونیاک[ ۱۶]
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفسیلیکون سیاه در دهه ۱۹۸۰ به طور اتفاقی توسط حکاکی یونی واکنشی ( RIE ) کشف شد. [ ۱] روش های دیگر برای تشکیل ساختار مشابه عبارتند از: اچ کردن الکتروشیمیایی، اچ کردن رنگ، اچ کردن شیمیایی به کمک فلز، و درمان لیزری ( که در آزمایشگاه اریک مازور در دانشگاه هاروارد توسعه یافته است ) ، و همچنین فرایند FFC Cambridge ( یک فرایند کاهش الکتروشیمیایی می باشد ) . [ ۲]
سیلیکون سیاه به یک عنصر مهم برای صنعت فتوولتائیک خورشیدی تبدیل شده است زیرا راندمان تبدیل نور به الکتریسیته بیشتری دارد که هزینه های آن ها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. [ ۳]
سیلیکون سیاه دارای یک ساختار سطحی سوزنی شکل است که در آن سوزن ها از سیلیکون تک کریستال ساخته شده اند و ارتفاع آنها بیش از ۱۰ میکرومتر است و قطر کمتر از ۱ میکرومتر می باشد. یکی از ویژگی های اصلی آن افزایش جذب نور فرودی است - که سبب بازتاب بالای سیلیکون می شود، که معمولاً ۲۰ تا ۳۰٪ برای وقوع بازتاب آن طبیعی است، ولی بعضی اوقات به حدود ۵٪ کاهش می یابد. این بازتاب به دلیل تشکیل یک محیط به مؤثر ایجاد شده توسط سوزن ها است. در این محیط، رابطه واضحی وجود ندارد، اما تغییر مداومی وجود دارد که ضریب شکست بازتاب فرنل را کاهش می دهد. هنگامی که عمق لایه درجه بندی شده تقریباً برابر با طول موج نور در سیلیکون باشد ( حدود یک چهارم طول موج در خلاء ) ، بازتاب به ۵٪ کاهش می یابد. درجه بندی های عمیق تر، سیلیکون سیاه تری تولید می کنند. [ ۴] برای انعکاس کم تر، ویژگی های مقیاس نانو که لایه درجه بندی شده شاخص را تولید می کنند باید کوچک تر از طول موج نور فرودی باشند تا از پراکندگی جلوگیری شود. [ ۴]
ویژگی های نوری غیرمعمولی که دارند، همراه با خواص نیمه رسانایی سیلیکون، این ماده را برای کاربرد در حسگرها مفید می سازند. کاربردهای احتمالی سیلیکون سیاه عبارتند از:[ ۵]
• سنسورهای تصویر با حساسیت بسیار بالا
• دوربین های حرارتی
• ردیاب نوری با راندمان بالا از طریق افزایش جذب نور. [ ۶] [ ۷]
• اتصالات و رابط های مکانیکی
• برنامه های کاربردی تراهرتز[ ۸] [ ۹] [ ۱۰]
• سلول های خورشیدی[ ۱۱] [ ۲] [ ۱۲] [ ۱۳]
• سطوح ضد باکتری[ ۱۴] که با پارگی فیزیکی غشای سلولی باکتری ها کار می کنند.
• طیف سنجی رامان بهبود یافته سطح[ ۱۵]
• سنسورهای گاز آمونیاک[ ۱۶]
wiki: سیلیکون سیاه