氧化鋅納米結(jié)構(gòu)與薄膜的制備及光學(xué)特性研究.pdf

1、ZnO是一種直接帶隙的寬帶隙化合物半導(dǎo)體材料，室溫下禁帶寬度約為3.37 eV，激子束縛能(60 meV)。近年來(lái)，ZnO納米材料受到廣泛關(guān)注，在紫外光發(fā)射、場(chǎng)效應(yīng)管透明傳導(dǎo)方面具有廣闊的應(yīng)用前景，此外還可應(yīng)用于電機(jī)械耦合傳感器、變頻器和生物機(jī)械。因此，制備高質(zhì)量的ZnO納米結(jié)構(gòu)具有重要的意義。本文通過(guò)脈沖激光沉積技術(shù)(Pulsed Laser Deposition)在不同襯底上合成了多種準(zhǔn)一維ZnO納米結(jié)構(gòu)，以及利用射頻反應(yīng)磁控濺射技

2、術(shù)(Reactive Radio-Frequency Magnetron Sputtering)在不同溫度條件下在p-InP(001)襯底上制備A1摻雜的ZnO納米薄膜。利用掃描電子顯微鏡(SEM)，X射線衍射儀(XRD)，光致發(fā)光(PL)譜儀，X射線能級(jí)散射分析(EDAX)、原子力顯微鏡(AFM)等測(cè)試手段和儀器對(duì)樣品進(jìn)行了相應(yīng)的測(cè)試和分析。分為以下幾個(gè)部分： I.采用脈沖激光沉積方法，在InP(100)襯底上制備了不同形貌的

3、ZnO納米結(jié)構(gòu)，利用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、X射線衍射儀、X射線能級(jí)散射譜研究了沉積溫度對(duì)在InP襯底上形成的ZnO納米結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果顯示：在不同生長(zhǎng)溫度條件下生長(zhǎng)的ZnO納米結(jié)構(gòu)明顯不同，隨著襯底溫度的升高表面形貌變得更好；在高于500℃的溫度下，InP襯底的In元素?cái)U(kuò)散入ZnO形成In摻雜的ZnO納米結(jié)構(gòu)。 Ⅱ.通過(guò)脈沖激光沉積方法，在InAs襯底上制備了ZnO納米管。利用掃描電鏡、X射線衍射儀以及X射線能級(jí)散射譜測(cè)試了在In

4、As襯底上形成的ZnO納米結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果顯示：在650℃生成的納米結(jié)構(gòu)晶格質(zhì)量較好，由于生長(zhǎng)溫度高，襯底表面分解出的銦擴(kuò)散與ZnO合成InZnO化合物，實(shí)現(xiàn)銦的摻雜。合成的ZnO納米管陣列較為致密、晶格質(zhì)量較好，垂直于襯底，此方法制備出的ZnO納米管結(jié)構(gòu)具有較好結(jié)構(gòu)特性和較高的光學(xué)質(zhì)量，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)ZnO納米器件提供了一種可行方法。 III.采用射頻磁控濺射方法，在不同的襯底溫度條件下制備了A1摻雜的ZnO納米薄膜。研究了不同襯