半導(dǎo)體氧化銦、氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的合成及性能研究.pdf

1、在本文中,我們對(duì)In203和ZnO納米材料的形貌結(jié)構(gòu)的控制合成及其在場(chǎng)發(fā)射等方面的性能進(jìn)行了探索。采用化學(xué)氣相沉積的方法合成了多種的In203納米結(jié)構(gòu)。并以自支撐的碳納米管膜為襯底用化學(xué)氣相沉積的方法制備了氧化鋅納米結(jié)構(gòu)。用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、拉曼光譜、熒光光譜等手段對(duì)這些納米材料的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究分析了In203和ZnO納米材料的場(chǎng)發(fā)射性能以及光學(xué)性能。主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:

2、　　 1.通過控制反應(yīng)條件,如是否加入金催化劑、反應(yīng)時(shí)間、襯底類型、反應(yīng)溫度等,我們?cè)谳^低溫度及常壓下制備了多種形貌的In203納米結(jié)構(gòu),其中包括納米棒、納米六面體、納米線等結(jié)構(gòu)。通過一系列的實(shí)驗(yàn),我們研究了合成條件的改變對(duì)產(chǎn)物形貌的影響,進(jìn)而詳細(xì)探討了In203納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理和生長特性。通過對(duì)比性實(shí)驗(yàn),對(duì)制備的In203納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行了場(chǎng)發(fā)射性能測(cè)試,結(jié)果表明具有四方截面結(jié)構(gòu)的納米棒由于其具有90度的尖角因而具有更出色的場(chǎng)發(fā)射性能

3、。此外,我們還研究了In203四方截面結(jié)構(gòu)的納米棒室溫光致發(fā)光性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于其存在空位缺陷而使其在541和623nm處存在著發(fā)射峰。
　　 2.用過濾的方法制備出自支撐的碳納米管薄膜。該薄膜的制備方法簡單易行,且有著自身的優(yōu)點(diǎn)。首先,由于用過濾的方法制備薄膜,所以薄膜的尺寸僅僅由濾膜的尺寸決定,即薄膜的尺寸在很大的范圍內(nèi)是可控的。其次,相比于硅片、藍(lán)寶石,GaN等剛性襯底而言,柔性的自支撐碳納米管薄膜襯底易被轉(zhuǎn)移、剪裁,因而

4、具有更大的靈活性,為半導(dǎo)體器件的發(fā)展提供了一種理想的材料。
　　 3.以自支撐的碳納米管薄膜為襯底,用化學(xué)氣相沉積的方法制備了ZnO納米顆粒和納米針狀結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明由于該結(jié)構(gòu)中碳納米管和氧化鋅納米結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起,從而相比較單獨(dú)的碳納米管或者氧化鋅結(jié)構(gòu)而言有著更好的場(chǎng)發(fā)射性能,既具有較低的開啟電壓、閾值電壓及較高的場(chǎng)增強(qiáng)因子。通過對(duì)比性實(shí)驗(yàn),對(duì)制備的氧化鋅和碳納米管的復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了葡萄糖傳感器性能的探究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在加入氧化鋅納