氧化鋅一維納米結構材料的制備與應用研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種寬禁帶Ⅱ-Ⅵ族半導體材料，由于其優(yōu)良的物性，ZnO材料在光電、壓電、氣敏、壓敏等領域有著廣闊的應用前景。優(yōu)良的性能和廣泛的應用使人們對各種．ZnO材料的制備生長和性能研究保持著濃厚的興趣。隨著寬帶隙半導體物理的發(fā)展，以及人們對亞微米納米結構認識的不斷深入和納米科學技術的帶來的材料性能的奇特變化，使一維ZnO材料的制備及其相關研究逐漸成為一個新的方向。 本論文以不同的生長方法制備了不同形貌和尺寸的納米氧化鋅，

2、并分析了相應樣品的場發(fā)射、p-n異質結和氣敏特性，主要內容如下： 分別用兩種反應源制備了ZnO納米線陣列和四針狀ZnO納米晶須，對其形貌和結構進行了表征，并分析了它們的生長機理。用ZnO粉術和石墨粉末作為反應源制備的ZnO納米線的形貌為基本垂直基板生長的納米線陣列，XRD測試表明納米線為晶體，在C軸方向上有擇優(yōu)生長取向；用Zn粒為反應源制備的ZnO納米線呈四針狀，每個顆粒各有1個中心體，從中心體長出4根針狀的晶體，并向4個不同方

3、向伸展，每兩個相鄰針狀體間的夾角約為109°。 對ZnO納米線陣列的場發(fā)射性能進行了測試，結果表明ZnO納米線開啟電壓較低，為4 V/μm，發(fā)射電流和所加電壓的關系，符合F-N理論。場發(fā)射性能良好，很可能成為平板顯示器中的陰極材料。 對p<'+>-Si和n-ZnO納米線構成的p-n異質結進行了特性測試，其特性良好，正向開啟電壓為0.5V，反向漏電流較大，在偏壓為-1 V時達到了0.02 mA，有望為今后制備高靈敏度紫外光

4、探測器和其他光電器件提供很好的模型。 分別測試了用兩種方法制得的納米線的氣敏性質。用單根狀的ZnO納米線制得的氣敏元件，對1000ppm濃度的酒精，在250℃左右靈敏度達到最高，約為3.75；加了TiO<,2>粉末后制成的氣敏元件對酒精的靈敏度有了顯著提高，從3.75提高到16。用四針狀ZnO納米晶須壓片制得的氣敏元件工作溫度低，對酒精的靈敏度高，對1000ppm濃度的酒精，在工作溫度為160℃時，靈敏度就達到了30，足以滿足應