間距和密度可控氧化鋅納米棒陣列的構(gòu)筑及其光電性質(zhì)研究.pdf

1、ZnO納米棒陣列具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如能增強(qiáng)光吸收、提高載流子收集效率和延長(zhǎng)少數(shù)載流子壽命，這些優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用在場(chǎng)發(fā)射器件、氣敏檢測(cè)、太陽能、納米發(fā)電機(jī)和紫外光檢測(cè)器中以增強(qiáng)它們的工作性能。ZnO納米棒陣列的間距和密度能夠影響基于ZnO光電器件的光電響應(yīng)和載流子傳輸性質(zhì)，通過調(diào)控ZnO納米棒陣列間距和密度可以極大的提升ZnO器件的工作性能。電子束刻蝕技術(shù)具有高精確的加工精度，結(jié)合低溫、低能耗的ZnO水熱生長(zhǎng)技術(shù)能構(gòu)筑不同密度和形貌的ZnO納米

2、棒陣列。研究ZnO納米棒陣列間距和密度對(duì)ZnO光電性能的影響，在將來基于ZnO納米棒陣列的納米器件中具有重要的意義。本文主要在以下幾個(gè)方面開展了相關(guān)的研究工作：
　　 1、利用磁控濺射技術(shù)在硅、玻璃和ITO導(dǎo)電玻璃濺射一層鋅膜，然后再用水熱合成法在低溫中進(jìn)行生長(zhǎng)ZnO納米棒垂直陣列。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、高分辨電子顯微鏡(HRTEM)及光致發(fā)光(PL)對(duì)ZnO納米棒的形貌、晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和分析。

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：ZnO納米棒陣列在各種基底上均能獲得；高分辨電子顯微鏡(HRTEM)表明納米棒沿著[0001]方向生長(zhǎng)并具有很好的單晶性；光致發(fā)光結(jié)果表明納米棒陣列有很好的帶邊發(fā)光峰，而沒有發(fā)現(xiàn)由于表面態(tài)而引起的缺陷發(fā)光光譜。
　　 2、利用電子束刻蝕方法在硅基底上制備出不同間距和面積的ZnO種子生長(zhǎng)點(diǎn)，隨后的水熱反應(yīng)在ZnO種子層上構(gòu)筑了不同密度和形貌的ZnO納米棒陣列。結(jié)合電子束刻蝕的高加工精度和水熱生長(zhǎng)低溫、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，通

4、過調(diào)控水熱反應(yīng)的溫度以及pH值我們得到了圖案化ZnO納米棒陣列的最佳參數(shù)：溫度80℃、pH值10.4。最后利用具有紫外光源的微探針臺(tái)研究了圖案化ZnO納米棒陣列的傳輸特性，測(cè)得I-V曲線結(jié)果表明在納米棒陣列和金屬電極之間形成了背靠背的肖特基接觸。在紫外光照下ZnO納米棒陣列具有很高的紫外光響應(yīng)值大約為104。
　　 3、利用磁控濺射技術(shù)在花瓣?duì)畹腪nO納米棒陣列表面沉積一層TiO2.形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的ZnO/TiO2核殼結(jié)構(gòu)。隨后的