ZnO一維納米材料的制備及其性能研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種重要的寬禁帶半導(dǎo)體材料，室溫下的帶隙寬度為3.37eV，激子束縛能高達60meV。近年來伴隨著納米材料的發(fā)展，ZnO一維納米材料在紫外光電器件方面的巨大應(yīng)用潛力引起了越來越多人的關(guān)注。本文針對ZnO納米結(jié)構(gòu)的研究熱點，利用化學(xué)氣相沉積(CVD)法制備ZnO一維納米材料，研究實驗參數(shù)對ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的影響，并對ZnO一維納米陣列結(jié)構(gòu)的生長機理、光學(xué)特性、壓電效應(yīng)和潤濕性能進行了研究，具體研究內(nèi)容如下： (

2、1)研究了不同的氧流量和生長溫度對ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的影響，并利用SEM、TEM、EDS等測試手段，分析了ZnO一維納米陣列的生長機理，確定適合ZnO一維納米棒陣列生長的制備參數(shù)，初步實現(xiàn)CVD法制備ZnO一維納米陣列的可控生長；并在室溫下獲得ZnO一維納米陣列強的紫外發(fā)光。 (2)在Si(100)襯底上制備了微納跨尺度結(jié)構(gòu)的ZnO納米薄膜，并對其光學(xué)特性進行了研究。結(jié)果表明：樣品在室溫下觀察到強的紫外發(fā)射峰，沒有觀察到與雜質(zhì)或

3、缺陷相關(guān)的深能級發(fā)射。室溫下的紫外發(fā)光歸結(jié)為自由激子發(fā)射和自由載流子到施主(受主)的躍遷(EB=124.6meV)及其聲子伴線所形成的低能帶尾的疊加。 (3)運用原子力顯微鏡在接觸模式下表征了結(jié)構(gòu)疏密程度不同的ZnO納米棒陣列結(jié)構(gòu)的壓電性能。研究結(jié)果表明隨著納米棒陣列之間的間距增加，輸出的電壓信號隨之增加。并且對稀疏樣品的壓電原理和壓電效率做出了分析和表征。 (4)用接觸角測量儀表征了不同表面形貌的ZnO薄膜表面的潤濕性