Au納米結(jié)構(gòu)與ZnO納米傳感器的制備與特性.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)由于具有獨(dú)特的特性而始終被人們廣泛關(guān)注和研究。本論文主要力圖通過對一些特殊納米材料和結(jié)構(gòu)的生長組裝控制與特性研究，探索并實(shí)現(xiàn)納米材料與結(jié)構(gòu)在電子與生物傳感探測方面的應(yīng)用。因此，本文有選擇地開展了兩類納米結(jié)構(gòu)的研究。一是具有表面增強(qiáng)效應(yīng)的金屬Au納米結(jié)構(gòu)，研究其光致發(fā)光(PL)性質(zhì)，以及表面增強(qiáng)拉曼(SERS)在探測生物化學(xué)分子方面的應(yīng)用。另一是對光電敏感的氧化物半導(dǎo)體ZnO納米結(jié)構(gòu)，通過在電極之間的控制組裝和性能研究，探索其在光

2、敏和生物傳感檢測方面的可能應(yīng)用。 針對以上研究目標(biāo)，本論文內(nèi)容分為四章，具體如下： 第一章簡要介紹了納米材料的分類與特點(diǎn)，回顧了納米材料與結(jié)構(gòu)一些主要制備方法，扼要地闡述了納米材料與結(jié)構(gòu)在電子器件與傳感檢測方面的應(yīng)用與進(jìn)展，最后概要說明本文的研究目的與內(nèi)容。 第二章較為詳細(xì)地介紹了本研究中著重利用的納米結(jié)構(gòu)的兩種制備方法－－電化學(xué)法和氣相法。同時(shí)，還介紹了能夠?qū)⒓{米結(jié)構(gòu)組裝到電極上的操控方法一介電電泳法(DEP)

3、，分析了DEP的工作原理與組裝調(diào)控途徑。 第三章利用電化學(xué)沉積方法制備了一種枝晶狀多層次的金納米結(jié)構(gòu)。利用XRD、SEM、EDS、PL等手段對其結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行了詳盡的分析，并提出了相應(yīng)的可能生長機(jī)制與控制方法。這種枝晶狀金納米結(jié)構(gòu)有良好的電學(xué)性質(zhì)，并由于表面等離子體共振增強(qiáng)而呈現(xiàn)顯著的綠光發(fā)射特性。其特殊的表面形態(tài)所產(chǎn)生的增強(qiáng)拉曼效應(yīng)，可以檢測到濃度為10-<'10>mol/L的Rhodamine B分子，顯示出較廣泛的應(yīng)用前景

4、。 第四章利用介電電泳(dielectrophoresis)的方法，在金電極之間組裝上多根或單根的ZnO納米線/帶。在此基礎(chǔ)上，我們研究了電極間的ZnO納米線/帶在強(qiáng)電流下的失效斷裂機(jī)理，發(fā)現(xiàn)同邊緣應(yīng)力相關(guān)的熔斷機(jī)制是失效的主要原因；實(shí)現(xiàn)了具有明顯整流特性的原理型ZnO納米線/帶-Au Schottky二極管；發(fā)現(xiàn)了基于Schottky勢壘控制的ZnO納米線/Au結(jié)構(gòu)的光敏響應(yīng)特性；此外，我們還利用ZnO納米帶作為電極，通過電化