氧化鋅一維納米結(jié)構(gòu)材料的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種寬禁帶Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料，由于其優(yōu)良的物性，ZnO材料在光電、壓電、氣敏、壓敏等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。優(yōu)良的性能和廣泛的應(yīng)用使人們對(duì)各種．ZnO材料的制備生長(zhǎng)和性能研究保持著濃厚的興趣。隨著寬帶隙半導(dǎo)體物理的發(fā)展，以及人們對(duì)亞微米納米結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的不斷深入和納米科學(xué)技術(shù)的帶來(lái)的材料性能的奇特變化，使一維ZnO材料的制備及其相關(guān)研究逐漸成為一個(gè)新的方向。 本論文以不同的生長(zhǎng)方法制備了不同形貌和尺寸的納米氧化鋅，

2、并分析了相應(yīng)樣品的場(chǎng)發(fā)射、p-n異質(zhì)結(jié)和氣敏特性，主要內(nèi)容如下： 分別用兩種反應(yīng)源制備了ZnO納米線陣列和四針狀ZnO納米晶須，對(duì)其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并分析了它們的生長(zhǎng)機(jī)理。用ZnO粉術(shù)和石墨粉末作為反應(yīng)源制備的ZnO納米線的形貌為基本垂直基板生長(zhǎng)的納米線陣列，XRD測(cè)試表明納米線為晶體，在C軸方向上有擇優(yōu)生長(zhǎng)取向；用Zn粒為反應(yīng)源制備的ZnO納米線呈四針狀，每個(gè)顆粒各有1個(gè)中心體，從中心體長(zhǎng)出4根針狀的晶體，并向4個(gè)不同方

3、向伸展，每?jī)蓚€(gè)相鄰針狀體間的夾角約為109°。 對(duì)ZnO納米線陣列的場(chǎng)發(fā)射性能進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明ZnO納米線開啟電壓較低，為4 V/μm，發(fā)射電流和所加電壓的關(guān)系，符合F-N理論。場(chǎng)發(fā)射性能良好，很可能成為平板顯示器中的陰極材料。 對(duì)p<'+>-Si和n-ZnO納米線構(gòu)成的p-n異質(zhì)結(jié)進(jìn)行了特性測(cè)試，其特性良好，正向開啟電壓為0.5V，反向漏電流較大，在偏壓為-1 V時(shí)達(dá)到了0.02 mA，有望為今后制備高靈敏度紫外光

4、探測(cè)器和其他光電器件提供很好的模型。 分別測(cè)試了用兩種方法制得的納米線的氣敏性質(zhì)。用單根狀的ZnO納米線制得的氣敏元件，對(duì)1000ppm濃度的酒精，在250℃左右靈敏度達(dá)到最高，約為3.75；加了TiO<,2>粉末后制成的氣敏元件對(duì)酒精的靈敏度有了顯著提高，從3.75提高到16。用四針狀ZnO納米晶須壓片制得的氣敏元件工作溫度低，對(duì)酒精的靈敏度高，對(duì)1000ppm濃度的酒精，在工作溫度為160℃時(shí)，靈敏度就達(dá)到了30，足以滿足應(yīng)