在改型的Si襯底上制備ZnO納米結(jié)構(gòu).pdf

1、作為第三代半導(dǎo)體，氧化鋅(ZnO)是一種典型的Ⅱ-Ⅵ族直接帶系寬禁帶半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度達(dá)到3.4eV，具有優(yōu)異的短波長(zhǎng)發(fā)光能力;激子束縛能高達(dá)60meV，使其成為最具潛力的室溫藍(lán)紫光發(fā)射材料。除了光電性能之外，ZnO還具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性，近年來(lái)引起了很多研究人員的關(guān)注。
　　對(duì)于具有低維納米陣列結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，當(dāng)晶粒尺寸達(dá)到微米，甚至是納米級(jí)別的時(shí)候，由于具備較大的比表面積和較小的尺寸，材料本身會(huì)顯示出一些獨(dú)特的特性。近

2、幾年來(lái)在低維ZnO納米材料制備的報(bào)道中可以知道，零維ZnO納米顆粒，一維ZnO納米結(jié)構(gòu)，包括氧化鋅納米線、納米棒、納米管、納米針，都被成功地合成了。此外，由于ZnO薄膜在光電、氣敏、壓敏、壓電等方面具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能，從而使其在光電器件、壓電器件、氣敏元件、壓敏元件等領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用前景。
　　ZnO薄膜材料的取向生長(zhǎng)是一個(gè)重要的研究課題。由于ZnO趨向于沿著極性面生長(zhǎng)，很容易制成c軸取向的薄膜，從理論上講，a軸取向的薄膜可

3、以使發(fā)光二級(jí)管(LED)的發(fā)光效率大大地提高，但對(duì)a軸擇優(yōu)取向ZnO薄膜的制備由于費(fèi)用昂貴卻很少報(bào)道。
　　基于上面的問(wèn)題，本文嘗試著用一種新穎、低廉的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)制備a軸取向的ZnO薄膜。首先，利用反膠束微乳液和水熱法，摸索出制備出長(zhǎng)徑比最大的ZnO納米棒的實(shí)驗(yàn)條件（溫度，時(shí)間，表面活性劑，溶液濃度），探討了ZnO納米棒可能的形成機(jī)理。反應(yīng)結(jié)束后，確定產(chǎn)物的清洗方法，使其顆粒具有很好的分散性，這樣就為制備出比較致密的ZnO納米陣列

4、提供了可能。然后，采用濕法刻蝕技術(shù)對(duì)硅(100)襯底進(jìn)行表面改型處理，刻蝕出形貌較好的“V”型槽陣列，以“V”型溝槽的取向來(lái)約束ZnO納米顆粒的排列方向。接下來(lái)把清洗后的最大長(zhǎng)徑比的ZnO納米棒撒入丙酮中，并摸索出重力沉降法的條件，將制備出的顆粒整齊的排列在“V”型溝槽上，形成ZnO納米陣列，作為種子層使用。最后，利用化學(xué)浴沉積法，在種子層上從而制備出具有口軸取向生長(zhǎng)的ZnO薄膜，并對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了探討。為了能夠制備出ZnO納米管，又