ZnO一维纳米结构表界面势垒的硫化调控及其紫外光检测特性

发布时间：2017-12-19 14:17

  本文关键词：ZnO一维纳米结构表界面势垒的硫化调控及其紫外光检测特性　出处：《河南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：纤锌矿结构氧化锌(ZnO)是一种宽禁带的直接带隙氧化物半导体材料,带隙宽度为3.7 eV,激子结合能也比较大为60 meV,由于纳米尺寸的ZnO具有比表面积大、小尺寸效应、量子效应、介电限域效应等,使其在光学、电学以及光催化特性等方面展现出许多特异的性能,可广泛用于太阳能电池、发光二极管、场效应晶体管、气敏器件和紫外光探测器等方面。研究表明,由于ZnO纳米线表面有复杂的表面态,O2就可以吸附到ZnO表面,光电流的机制主要是依靠氧气的吸附和脱附,这是一个比较缓慢的过程,造成器件的响应时间和回复时间比较长,并且在真空等无氧的环境中,光检测性能降低。为了提高光检测器的灵敏度以及减少回复时间,考虑通过形成壳层制备Ⅱ核壳结构的纳米线,调节表面势垒,基于这种Ⅱ型结构,电子和空穴可以有效的分离,因此可以提高光检测器的稳定性以及回复速度,制备高性能器件,发展无需氧吸附参与的新型紫外光检测器。基于我们课题组在这方面的研究,本论文主要是包括以下几个方面的工作:其中第一章主要是介绍一维纳米材料光电子器件的研究进展、ZnO纳米线阵列的生长技术以及核壳纳米异质结构的背景,并且阐述了一些II型核壳结构纳米材料所表现的特异新颖性能。第二章我们采用水热合成法制备ZnO纳米线阵列结构,并对水热反应时间、水热反应温度以及前驱体的浓度进行摸索,成功制备出结晶性良好的ZnO纳米线阵列结构,通过高温硫化ZnO纳米线阵列制备ZnS壳层,从而形成ZnO/ZnS核壳结构的纳米线阵列,并对其结构和形貌进行基本的表征。第三章通过在已制备的ZnO纳米线阵列以及ZnO/ZnS核壳纳米线阵列薄膜上旋涂PMMA胶,利用反应离子束刻蚀技术使纳米线阵列露出顶端,在顶端利用蒸镀法制备电极,构筑光检测器件。通过对构筑的光检测器件在紫外光照射前后进行I-V以及I-T曲线测试,对比硫化前后的光电流变化特性,研究光检测器光电流机制,制备性能高稳定性好的检测器。第四章主要是将CdO/ZnO超细核壳纳米线样品在高温下进行硫化处理,并对样品的成分形貌进行基本表征与分析;通过对构筑的器件进行I-V以及I-T曲线测试,对比硫化前后的光电流变化,并且对不同硫化时间的样品,分别在大气气氛和真空气氛下研究光检测器的光电流机制,发展无需氧吸附参与的新型紫外光检测器。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN304.21;TB383.1

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本文编号：1308293