取向ZnO納米線陣列的制備及特性研究.pdf

1、本文在調(diào)研總結(jié)國內(nèi)外各種納米ZnO研究文獻的基礎(chǔ)上，采用化學氣相沉積(CVD)法，制備了高取向的納米ZnO陣列。并發(fā)現(xiàn)了一些新形貌的納米ZnO。研究分析了取向ZnO納米線陣列的制備工藝、生長機理及其相關(guān)特性，獲得了一些研究結(jié)果，其結(jié)果如下： 1、采用CVD方法，以ZnO和活性碳粉為反應(yīng)原料，制備了高取向ZnO納米線陣列，研究了制備工藝的各種影響因素。我們發(fā)現(xiàn)混合原料區(qū)域的最佳控制溫度約為1000～1100℃；不同反應(yīng)溫度和氣體流

2、量下，ZnO納米線陣列的生長形貌存在著較大的差異。研究還發(fā)現(xiàn)，通過在ZnO粉末和活性碳粉反應(yīng)原料中添加一定比例的Zn粉，可生長制備出取向性較好的ZnO微/納米管和ZnO微/納米釘。 2、以氣液固(VLS)生長理論為基礎(chǔ)，對不同微觀結(jié)構(gòu)的ZnO納米線陣列的生長機理做了探討，解釋了不同微觀結(jié)構(gòu)的生長過程和相關(guān)影響因素。發(fā)現(xiàn)ZnO納米線在VLS生長模式下還受到E-S勢壘和凝結(jié)核的作用，論文對E-S勢壘和凝結(jié)核對ZnO納米線陣列的生長形

3、貌的影響進行了分析討論。 3、用SEM，XRD和PL技術(shù)，對不同微觀結(jié)構(gòu)的ZnO納米線陣列各種特性進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所制備的納米線陣列樣品均為純度較高的單晶體；研究也發(fā)現(xiàn)，六棱錐形狀的ZnO納米線陣列同柱狀納米ZnO納米線陣列相比，具有較好的紫外發(fā)光特性，但其綠光同樣較強；通過利用BET方法測試了ZnO納米管的比表面積，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其比表面積可達100.78m<'2>/g，較納米ZnO粉體46.318m<'2>/g高，這種特性使Z

4、nO納米管能更好應(yīng)用于光催化、太陽能電池、聲波或光信號的吸收等應(yīng)用領(lǐng)域。 4、用原子力針尖和靜電探針加工技術(shù)，在高倍光學顯微鏡輔助下，通過組裝一維ZnO納米釘，制作出了納/微米尺度的絕緣柵場效應(yīng)晶體管，對其電學特性研究發(fā)現(xiàn)，器件不加柵壓時，具有較明顯的IV整流特性，類似于一個PN結(jié)，而器件加上1.5V的柵壓時，出現(xiàn)了更明顯的線性區(qū)和飽和區(qū)特征。由此可知，納/微米尺的ZnO納米釘場效應(yīng)管為n溝道器件，具有良好的類似MOSFET的相