用納米球類光刻技術(shù)可控制備ZnO納米點(diǎn)的研究.pdf

1、ZnO作為一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，在發(fā)光器件、透明電極、光探測(cè)、壓電轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域備受關(guān)注。和體材料相比，ZnO納米點(diǎn)由于量子效應(yīng)具有更大的帶隙能量和更高的激子束縛能，使得納米器件的性能更加優(yōu)異，目前自組織方法生長(zhǎng)的ZnO量子點(diǎn)分布、密度和尺寸都是隨機(jī)的，不均勻的納米點(diǎn)的受限能級(jí)彌散在一定范圍之內(nèi)，造成很大的發(fā)光展寬，降低了器件的性能。因此為了提高ZnO納米點(diǎn)的均勻性，實(shí)現(xiàn)尺寸和密度的可控生長(zhǎng)，提出用納米球類光刻技術(shù)制備ZnO納米點(diǎn)。

2、 本文首先介紹了量子點(diǎn)和納米球類光刻技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并將其聯(lián)系起來(lái)，首次在室溫下用納米球類光刻技術(shù)直接生長(zhǎng)出ZnO納米點(diǎn)，呈規(guī)則周期排列，研究了其發(fā)光性能，并重點(diǎn)研究了通過(guò)改變沉積時(shí)間，實(shí)現(xiàn)ZnO納米點(diǎn)的尺寸可控生長(zhǎng)。其中主要的研究結(jié)果如下： 1.在室溫下，用納米球類光刻技術(shù)結(jié)合電子束蒸發(fā)在Si(100)襯底上得到了呈六邊形周期排列的．ZnO納米點(diǎn)，形貌為類三角形，邊長(zhǎng)約100 nm，密度約為1.25×10<'9> cm<'-2

3、>沉積時(shí)間為1 min時(shí)，原子力顯微鏡測(cè)出ZnO納米點(diǎn)的高度約為5 nm；XRD測(cè)試表明ZnO納米點(diǎn)具有良好的c軸取向性；室溫光致發(fā)光譜測(cè)試表明其能帶相對(duì)于ZnO薄膜藍(lán)移了74 meV，低溫下(12 K)藍(lán)移60 meV。 2.利用納米球類光刻技術(shù)，通過(guò)改變電子束蒸發(fā)的沉積時(shí)間，可以控制ZnO納米點(diǎn)的大小。隨著生長(zhǎng)時(shí)間從1 min增長(zhǎng)到2 min到3 min，ZnO納米點(diǎn)的厚度增加，室溫光致發(fā)光譜測(cè)試表明，自由激子束縛能從3.3