ZnO納米棒陣列的制備與發(fā)光性能的調(diào)控研究.pdf

1、ZnO，作為一種禁帶寬度達到(3.37eV)而激子束縛能為(60meV)的寬禁帶直接帶隙半導體材料，在可見及紫外光范圍下的光激性領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的研究與應用。而且因為其便捷的晶體生長技術(shù)，ZnO對比于其他的材料，作為低成本的器件材料具有很大的優(yōu)勢。因為其大的比表面積和高取向性帶來的優(yōu)異的電學，光學性能，ZnO的納米材料尤其是高度均勻取向的納米棒薄膜，展現(xiàn)了在發(fā)光，催化，傳感器和太陽能電池等領(lǐng)域的巨大潛力。而ZnO納米棒陣列也因為其較大的

2、比表面積和光子限制效應被光學領(lǐng)域所廣泛關(guān)注。
　　本文先回顧了ZnO納米材料在光學領(lǐng)域的發(fā)展應用和研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上，利用電化學方法和水熱法制備了一系列不同形貌和性質(zhì)的ZnO納米棒陣列樣。并通過不同的表征手段進行比較，選取了適合的樣品進行ZnO發(fā)光的調(diào)控，同時我們還研究了ZnO發(fā)光的來源。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)利用電化學和水熱兩種方法生長ZnO納米棒陣列的樣品，并分別研究了各自參數(shù)對其生長的影響。我們通過兩種

3、方法都能得到取向性好，均勻致密的ZnO納米棒陣列樣品。但水熱法制備的ZnO樣品棒的長徑比更大，且均勻性更好，XRD圖表征為沿c軸生長的六方晶系的鉛鋅礦結(jié)構(gòu)。而且更重要的是，水熱生長的ZnO樣品能夠提供一個穩(wěn)定的可見區(qū)域的缺陷發(fā)光供我們在下一步研究中進行調(diào)控。
　　(2)本文制備的原生ZnO樣品和退火后的樣品的PL譜線都會存在一個紫外區(qū)域的特征峰和一個可見區(qū)域的缺陷峰?？梢妳^(qū)域的發(fā)光和激發(fā)光能量與退火處理的條件呈現(xiàn)了很強的關(guān)聯(lián)性。我