GaN-Al-,2-O-,3-襯底上ZnO納米棒的水熱法生長.pdf

1、ZnO是一種重要的直接寬禁帶Ⅱ-Ⅵ族半導體材料，室溫下的禁帶寬度是3.37eV，激子束縛能大約是60meV，它在光電器件、化學和生物傳感器等方面有很多潛在的應用價值。制備一維ZnO納米材料的方法很多，相比于其它制備一維ZnO納米材料的方法，水熱法具有造價低、設(shè)備簡單和可以大批量生產(chǎn)的優(yōu)點。本文以水熱法為基礎(chǔ)，在GaN/Al2O3襯底上成功制備了直徑在30-60nm的ZnO納米棒，并從其微結(jié)構(gòu)表征、生長機理、光致發(fā)光性能等方面進行了較多研

2、究。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下：
　　 (1) 利用Zn(Ac)2.2H2O溶液和氨水，用水熱法直接在GaN/Al2O3襯底上生長ZnO，結(jié)果得到了花狀的ZnO結(jié)構(gòu)，并對其水熱生長機理做了較為細致研究。掃描電子顯微術(shù)(SEM)、x射線衍射(XRD)及其光學光譜(光致光譜和拉曼)等結(jié)果顯示花狀納米結(jié)構(gòu)是由納米棒構(gòu)成，ZnO是其唯一產(chǎn)物，然而，其單晶取向性較差，帶邊峰發(fā)光峰強度較弱。
　　 (2) 改進實驗條件，用溶膠-凝膠

3、法在GaN/Al2O3襯底上鍍上一層ZnO種子層，然后用Zn(NO3)2.5H2O溶液和C6H12N4溶液作為水熱反應溶液，在鍍有ZnO種子層的GaN/Al2O3襯底上制備了ZnO納米棒。通過XRD和SEM對ZnO納米棒的形貌和生長取向進行了分析；Raman光譜顯示ZnO的特征峰(439cm-1)最強；而PL譜的結(jié)果表明ZnO納米棒陣列的帶邊發(fā)射峰位于385nm處，還可見與雜質(zhì)相關(guān)的綠光發(fā)射帶。實驗還還探討了不同襯底、反應物濃度、反應溫