氧化石墨烯/氧化锌基纳米复合材料的制备及其光电探测性能研究

发布时间：2021-07-05 23:21

　　纳米结构氧化锌（ZnO）半导体具有宽带隙、高激子束缚能、高击穿电压和电子饱和速度、大比表面积、抗辐射、原料丰富以及价格低廉等优点,因而成为构建紫外光电探测器的理想材料。但是纳米结构ZnO的高表面活性使其极易发生团聚,更易引起电子-空穴对的复合,恶化探测器的光电性能。与高迁移率的石墨烯类材料复合来促进电子-空穴对的分离是解决这一问题的有效途径。氧化石墨烯（GO）作为石墨烯的衍生物,不仅具有许多类似于石墨烯的优异特性,而且由于其表面和边缘的含氧官能团而比石墨烯更易于与很多有机、无机材料进行复合。但是,GO/ZnO复合材料的制备手段及合理的器件设计仍是决定GO/ZnO紫外光电探测性能的关键因素。因此,本论文以GO/ZnO纳米复合材料为研究对象,针对GO/ZnO纳米复合材料的制备、性能调控和应用中的一些重要科学问题,利用GO/ZnO纳米复合材料物化特性灵活可调的特点,采用溶剂热法制备GO/ZnO纳米复合材料,并通过低温退火、气氛退火以及制备纳米阵列等手段来对GO/ZnO纳米复合材料的结晶特性、缺陷状态以及形貌结构进行调控,研究GO/ZnO纳米复合材料的紫外光电探测性能及其与材料微结构特征之间的... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

ZnO的三种晶格结构示意图（a）四方岩盐矿结构；（b）立方闪锌矿结构；（c）六方纤锌矿结构.黑色球体代表O原子，灰色球体代表Zn原子[2,24]

华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文三种晶格结构示意图（a）四方岩盐矿结构；（b）立方闪锌矿结构矿结构. 黑色球体代表 O 原子，灰色球体代表 Zn 原子[2, 24]

ZnO 材料在紫外光电探测器、传感器、太阳能电池和激光器等究正在蓬勃发展[31-34]。 ZnO 光电探测器原理及分类电探测器作为探测系统的核心部件，通过探测材料的光电效应，将光信号。根据光照引起的探测器材料电子跃迁形态的不同，光电效应可分成外光电效应，如图 1-3 所示[1]。ZnO 作为内光电效应材料，在足够能量下，其价带中的电子会吸收能量大于其禁带宽度的光子能量并跃迁到导带中留下空穴，形成光生电子-空穴对[8]。在电场驱动下，电子-空穴对起 ZnO 导电性能的改变。根据电子-空穴对分离方式的不同，ZnO 光电光电导型探测器和光伏型探测器。其中，ZnO 光伏型探测器又可以分为属-半导体-金属（MSM）型、pn/pin 结型。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced ultraviolet photoresponse based on ZnO nanocrystals/Pt bilayer nanostructure[J]. 佟晓林,夏晓智,李青侠.  Chinese Physics B. 2015(06)
[2]ZnO基紫外光电探测器的研究进展[J]. 刘云燕,袁玉珍,李洁,高绪团.  材料导报. 2007(10)
[3]ZnO肖特基势垒紫外探测器[J]. 高晖,邓宏,李燕.  发光学报. 2005(01)

博士论文
[1]氧化锌纳米线阵列水热法合成及其光电探测和超疏水性能研究[D]. 曹远志.华中科技大学 2016
[2]氧化锌纳米阵列紫外探测增强效应研究[D]. 刘阳.华中科技大学 2016
[3]基于一维p型掺杂ZnO纳米材料的光电器件研究[D]. 王玉梅.华中科技大学 2016
[4]氧化石墨烯的激光微纳加工与器件制备[D]. 郭莉.吉林大学 2013
[5]还原氧化石墨烯及氧化石墨烯/ZnO复合物的制备及其光、电性能研究[D]. 王欢.吉林大学 2012

硕士论文
[1]纳米ZnO基紫外探测器的制备与性能研究[D]. 戴文.浙江大学 2015



本文编号：3267032