圖案化氧化鋅納米棒陣列的構(gòu)筑及其在不同基底上的轉(zhuǎn)移.pdf

1、近年來(lái)，由于垂直對(duì)齊的ZnO納米棒陣列擁有優(yōu)異的光電性能以及在光電器件中具有潛在的應(yīng)用前景，其結(jié)構(gòu)特征的研究引起了人們的廣泛關(guān)注。垂直對(duì)齊的ZnO納米棒陣列可以用來(lái)構(gòu)筑不同結(jié)構(gòu)的納米光電器件，而相對(duì)應(yīng)的ZnO納米棒陣列的形貌、密度、間距會(huì)對(duì)器件的性能產(chǎn)生不同的影響。因此構(gòu)筑形狀、位置可控的ZnO納米結(jié)構(gòu)不僅可以擴(kuò)大其在光電器件方面的應(yīng)用，還可以提高器件的性能。目前用于生長(zhǎng)ZnO納米棒陣列的圖案化方法主要有電子束刻蝕技術(shù)、納米壓印技術(shù)、膠

2、體球刻蝕技術(shù)、激光干涉光刻技術(shù)等。在這些方法中，電子束刻蝕技術(shù)是一種高精度的圖案化構(gòu)筑技術(shù)，利用電子束刻蝕技術(shù)與水熱法結(jié)合的ZnO納米棒陣列構(gòu)筑方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)ZnO納米棒陣列形貌、密度、間距的有效調(diào)控。另一方面，將高度有序、垂直對(duì)齊的ZnO納米棒陣列轉(zhuǎn)移到玻璃和柔性基底上，可以有效的避免多晶ZnO種子層對(duì)陣列光電性能的影響，同時(shí)可以消除高質(zhì)量單晶基底（如藍(lán)寶石和氮化鎵基底）對(duì)器件構(gòu)筑的影響，從而提高納米器件的光電特性，對(duì)構(gòu)筑基于氧化鋅納

3、米棒陣列的高性能納米器件提供了技術(shù)支持和前期基礎(chǔ)。基于此，本論文主要從以下三個(gè)方面開(kāi)展研究。
　　1、我們?cè)诠杵?、ITO基底、Al2O3(0001)基底、ZnO膜上生長(zhǎng)出了圖案化的ZnO納米棒陣列，研究了ZnO種子層和基底對(duì)ZnO納米棒形貌和排列方式的影響。結(jié)果顯示，種子層和基底對(duì)ZnO納米棒陣列的形貌有很大的影響:在磁控濺射ZnO種子層的硅片和ITO基底上生長(zhǎng)的ZnO納米棒呈簇狀，在離子束濺射ZnO種子層的Al2O3(0001)

4、基底上則可以長(zhǎng)出垂直對(duì)齊的單根ZnO納米棒陣列，但是ZnO納米棒直徑較大（1微米左右），制約了ZnO納米棒陣列的進(jìn)一步應(yīng)用。
　　2、為了減小ZnO納米棒的直徑，提高ZnO納米棒陣列的長(zhǎng)徑比，我們通過(guò)調(diào)控水熱條件（前驅(qū)體濃度、反應(yīng)溫度、時(shí)間），以及添加PEI分子和氨水對(duì)ZnO納米棒陣列的直徑、長(zhǎng)度、形貌進(jìn)行了有效調(diào)控。最終成功制備了直徑在300 nm左右、高長(zhǎng)徑比的圖案化ZnO納米棒陣列，為后續(xù)陣列在不同基底上的轉(zhuǎn)移提供了前期基礎(chǔ)

5、。
　　3、我們利用納米壓印輔助垂直轉(zhuǎn)移的方法將垂直對(duì)齊的ZnO納米棒陣列成功轉(zhuǎn)移到了ITO玻璃基底，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中保持了ZnO納米棒陣列的垂直方向和完整性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米棒陣列的整體轉(zhuǎn)移。同時(shí)這種垂直轉(zhuǎn)移方法可以用來(lái)轉(zhuǎn)移不同間距以及不同形貌的納米棒陣列，證明了這種方法的普適性。隨后我們利用這種轉(zhuǎn)移方法將簇狀的ZnO納米棒陣列轉(zhuǎn)移到了玻璃、銅箔、塑料基底，得到了反型的氧化鋅納米結(jié)構(gòu)，表明這種轉(zhuǎn)移方法不僅適用于玻璃、ITO等常規(guī)基底，同