氧化锌纳米线可控合成及紫外探测器件研究

发布时间：2020-12-22 19:54

　　氧化锌(ZnO)是一类高电子迁移速率且性能稳定的直接宽带隙半导体,且在一维纳米结构下表现出更优越的性能,因此在电子器件和光电子器件中存在广泛的应用前景。本文针对氧化锌一维纳米材料,重点对材料制备的合成方法及其紫外光电探测器件方面的应用进行深入研究,完成的主要工作及成果如下:采用水热沉积法,通过优化前驱体浓度、反应时间、添加剂种类等关键参量,在多种不同衬底表面生长制备了氧化锌纳米线;基于扫描电镜及电学测量仪器等平台完成了本文制得ZnO的纳米表面形貌表征、电学参量特征提取及其对比分析。采用光刻技术,在硅胶和聚二甲硅烷氧烷上实现了氧化锌纳米线阵列的生长制备,研究了其生长位置的调控方法;同时,采用氧化扩散工艺,在陶瓷衬底上生长制备出具超长尺寸的氧化线纳米线,其长径比可达400,为该类材料用于高灵敏度的光电探器研制提供了新方法。采用聚焦离子束制备了单根氧化锌纳米线的紫外光电导探测器件,完成了不同直径的单根氧化锌纳米线器件的性能参数测试与对比分析,测试结果表明:光暗电流比随着纳米线直径的减小而增强,并表现出更高的探测灵敏度。通过进一步改进,制备了具有垂直式结构的纳米线阵列紫外光电导探测器件,测试结... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

纳米技术的应用

因而拥有广泛的应用。纤锌矿结构的氧化锌材料晶格为六方体形状，如图1.2 所示。其晶格常数 a=b=0.3249 nm，c=0.5205 nm，c/a=1.602。在每 1 个锌原子周围均分布有 4 个氧原子，并与之形成共价键。同样在每 1 个氧原子周围也分布有 4个锌原子，并与之形成共价键。图1.2氧化锌纤锌矿晶格结构图众所周知，氧化锌是直接带隙的半导体原料，在平常温度下，它的禁带宽度在3.37 eV 附近，最高激子束缚能甚至可以达到 60 meV。正是因为氧化锌具有很高的能带隙宽激子束缚能，而且透光性好，所以氧化锌材料在常温下的发光能力是其?

纳半导体材料的制备工艺也要跟上脚步。一维结构的纳米线半导体良的载流子传输通道，只需要对一维结构的纳米线半导体材料的侧达到任意调控纳米导电沟道的目的。因此利用自上而下的方法制备料可能成为未来集成电路制造工艺中最有前景的方法之一。化锌材料为宽禁带半导体，禁带宽度非常大，所以在可见光照射时性，因此科学家们很早就已经开始着力研究基于氧化锌薄膜材料构体管。已知氧化锌纳米线的晶体呈单晶排列，属于单晶半导体材料相比具有更好的电子迁移率，而且作为一维结构纳米材料，氧化锌传输有着更好的限制作用。这些优良特性使氧化锌纳米线更加适合。通过氧化形成二氧化硅薄膜，再将已制备好的氧化锌纳米线散落在氧化锌纳米线两端淀积制备金/镍电极，此时便赋予了氧化纳米线完构，这将有利于合成底栅式的场效应晶体管[17]，并对场效应晶体1-9 所示。测试发现该场效应晶体管呈现 n 型，具体指标如下：载流1，且电子迁移率为 17 cm2/Vs。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Ga-N共掺氧化锌纳米线阵列制备及发光性能研究[J]. 娄猛,张明光,苏明明,宋周周,沈典典,张翔晖.  电子元件与材料. 2017(03)
[2]纳米技术及纳米材料的研究应用和发展趋势[J]. 李申,彭超,蒋志平,杨艳娟,高远,李国旺.  河南建材. 2016(01)
[3]形貌可控纳米ZnO的制备及其光学性能研究[J]. 王箫扬,商世广,段向阳,赵萍,董军.  人工晶体学报. 2015(12)



本文编号：2932334