ZnO納米結(jié)構(gòu)的PLD法制備與光致發(fā)光物性研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料。它具有很多的優(yōu)異特性,如近紫外光發(fā)射特性、傳感特性、生物兼容性等,在發(fā)光器件、紫外光探測(cè)器、氣體分子傳感器等方面有著非常重要的應(yīng)用前景。特別是人們最近發(fā)現(xiàn)ZnO納米結(jié)構(gòu)可以作為一種熒光增強(qiáng)襯底極大增強(qiáng)生物熒光分子的熒光信號(hào),進(jìn)而應(yīng)用于高靈敏度的生物分子探測(cè)。但是關(guān)于這一進(jìn)展的系統(tǒng)研究工作尚未見(jiàn)報(bào)道,同時(shí),由于水解反應(yīng),ZnO納米材料在水溶液中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性受到了質(zhì)疑。基于SiO2的透光性、化

2、學(xué)穩(wěn)定性、生物安全性,易于生物分子偶聯(lián)等特性,我們認(rèn)為ZnO-SiO2核殼納米結(jié)構(gòu)可以作為優(yōu)異的熒光增強(qiáng)襯底在生物分子探測(cè)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。
　　脈沖激光沉積法(PLD)是一種制備高質(zhì)量ZnO樣品的重要方法,但是利用248nm脈沖激光器制備ZnO納米結(jié)構(gòu)和SiO2薄膜的工作鮮有報(bào)道。本論文首先對(duì)ZnO納米結(jié)構(gòu)的248nmPLD法制備進(jìn)行了研究,制備了[002]取向的ZnO薄膜作為生長(zhǎng)ZnO納米結(jié)構(gòu)的籽晶層,系統(tǒng)研究了襯底溫度

3、、氧氣壓、激光能量與靶基距等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)于ZnO納米結(jié)構(gòu)的形貌和光致發(fā)光特性的影響,實(shí)現(xiàn)了ZnO納米結(jié)構(gòu)的可控生長(zhǎng)。其次,本論文研究了PLD法下SiO2薄膜的制備及其透光特性。通過(guò)控制生長(zhǎng)時(shí)間控制SiO2薄膜厚度與透光率。最后,我們?cè)谥苽涞腪nO納米結(jié)構(gòu)上沉積不同厚度的SiO2薄膜,制備出ZnO-SiO2核殼納米結(jié)構(gòu),并在不同pH值的溶液環(huán)境中檢驗(yàn)其發(fā)光的穩(wěn)定性,證明了SiO2包覆提升了ZnO納米結(jié)構(gòu)在水溶液中,特別是堿性水溶液中的穩(wěn)定性