单晶硅纳米阵列的制备及其应用(4)
（3）硅纳米线光学效应
由于限制效应，要想实现对硅纳米线光学性能[1]的控制，可以改变晶格的位置来完成。沿<100>方向生长的硅纳米线，在3.75eV位置光致发光强度很大。表面氧化物的存在，使得位于1.9eV处波峰出现红移现象；沿<100>方向生长的硅纳米线有三个本征发光锋，分别在3.35eV、2.9eV、2.55eV。若硅纳米线被放置在空气中较长一段时间后，其光致发光就会完全消失。
（4）硅纳米线的磁学性能
硅纳米线内部缺陷[9]是影响硅纳米线的磁学性能的一个主要因素。电子自旋共振分析（ESR）说明，缺陷会使未经氢氟酸处理的硅纳米线中存在电子自旋共振波普特性；由于未饱和键，出现一个宽度为△BPP ≈ 2.0065的中心；g = 2.0005处有一个微弱的共振中心△BPP ≈ 0.8 G是由于氧空位产生；一个线宽为△BPP ≈ 0.54+0.005 G的EX中心出现在g = 2.00252 + 0.00010处，这是最显著的特征。
（5）硅纳米线的热导性能
测试不同直径硅纳米线的导传热性能[10]，选择样品直径分别为22nm、37nm、56nm、115nm。结果表明：与块状硅的热导率相比，硅纳米线的热导率明显较小，并且相差两个数量级。热导性能随着硅纳米线直径的减少而降低，这是因为分别温度分别210K、160K、130K位置的波峰为硅纳米线热导率的波峰，而块状硅的波峰处在25K，说明随着硅纳米线直径的较少，声子散射逐渐成为热传导的主要途径。
（6）硅纳米线的光致发光（PL）特性
硅纳米线具有较好的光致发光（PL）性能，此性能主要由硅纳米线的纳米尺寸所决定[11]。Bai等[12]在室温下采用波长313.5nm的激光对硅纳米线进行了PL测试，即将激光束聚焦于样品上，其光斑直径为1mm。在未处理及氧化处理的硅纳米线样品中发现了强烈红、绿、蓝色光发射现象，波峰位置分别位于816、515、420nm，氧化处理后硅纳米线的光发射波段区几乎是未处理的3倍，但3个波峰的光发射强度不同，并发现未处理的样品氧化后其红色发射峰出现了蓝移。研究认为量子限制效应引起了能量间隙蓝移和从间接能量间隙到直接能量间隙的转变，从而大大增加了红色PL峰频率、强度，引起了红色 PL 波峰的蓝移。作者认为硅纳米线中心硅晶核的量子限制效应引起的红色 PL 发射，而硅纳米线外层无定形氧化硅中缺陷中心的光子辐射重新组合引起了绿色和蓝色 PL 发射。
Holmes等[1]报道了硅纳米线在3.75 eV时出现了强烈PL现象，仅在1.9 eV时偏移到了能量较低的波峰，这可能是由表面氧化物层引起的。Nihonyanagi等研究了硅纳米线的近红外PL光谱，PL时间测试表明硅纳米线的PL发射寿命比体硅的短，PL衰退曲线由快、慢两部分组成，PL发射存在时间短、强度的衰退增强了硅纳米线的辐射重新组合的可能性。Zhou等[13]报道了以硅纳米线与甲烷、氢气反应，采用离子束沉积工艺在硅纳米线表面形成了立方碳化硅（β-SiC）被覆薄层，HRTEM研究表明硅纳米线表面的氧化硅鞘被纳米β-SiC 取代，测量显示β-SiC 被覆的硅纳米线具有稳定的PL性能，其PL效率为处理前的3倍。
（7）其它性能
Li等[10]测量了直径分别为22、37、56、115nm的本征硅纳米线热传导率，其值比体硅至少低两个数量级，同时观察到热传导率与纳米线的直径密切相关，随着直径的减小而减小，这些都表明线边界散射增强了硅纳米线的声子输运性能；直径分别为37、56、115nm的纳米线的热传导率峰值出现于210、160、130K处，而体硅的峰值出现于25K处，峰值的偏移说明随着纳米线直径的减小，声子边界散射居主导作用，且随温度增加其热传导率有所减小。对硼重掺杂硅纳米线的的相关温度测量初步研究表明随着温度的降低其电导率减小，这也是制备掺杂半导体所期望的[5]。
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