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(dá)60meV。近年來(lái)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(lái)越多人的關(guān)注。本文針對(duì)ZnO納米結(jié)構(gòu)的研究熱點(diǎn)，利用化學(xué)氣相沉積(CVD)法制備ZnO一維納米材料，研究實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的影響，并對(duì)ZnO一維納米陣列結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)理、光學(xué)特性、壓電效應(yīng)和潤(rùn)濕性能進(jìn)行了研究，具體研究?jī)?nèi)容如下： (

2、1)研究了不同的氧流量和生長(zhǎng)溫度對(duì)ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的影響，并利用SEM、TEM、EDS等測(cè)試手段，分析了ZnO一維納米陣列的生長(zhǎng)機(jī)理，確定適合ZnO一維納米棒陣列生長(zhǎng)的制備參數(shù)，初步實(shí)現(xiàn)CVD法制備ZnO一維納米陣列的可控生長(zhǎng)；并在室溫下獲得ZnO一維納米陣列強(qiáng)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(duì)其光學(xué)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：樣品在室溫下觀(guān)察到強(qiáng)的紫外發(fā)射峰，沒(méi)有觀(guān)察到與雜質(zhì)或

3、缺陷相關(guān)的深能級(jí)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(xiàn)所形成的低能帶尾的疊加。 (3)運(yùn)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(hào)隨之增加。并且對(duì)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(cè)量?jī)x表征了不同表面形貌的ZnO薄膜表面的潤(rùn)濕性