基于ZnO/微纳光纤的紫外传感系统研究

发布时间：2021-04-10 10:09

　　紫外检测在火灾预警、导弹追踪、紫外线通信、天文观测和生物研究等领域有着广泛的应用。纳米ZnO材料具备高的激子结合能,在紫外探测器方面具备很大的发展潜力。和现有的ZnO紫外探测器对比,论文结合光纤的抗电磁干扰、高灵敏度、强稳定性以及结构制备方式简单的优势,从纳米ZnO材料的可控性制备及性能分析、光纤紫外传感器件的制备及器件的灵敏性分析等方面展开了研究,提出了一种基于ZnO纳米棒的光纤紫外传感系统。对ZnO吸收紫外光引起折射率变化的原理进行了系统分析,利用COMSOL多物理场仿真软件将ZnO包裹微纳光纤的电场进行仿真研究。通过理论推导和仿真分析了ZnO纳米材料性质变化对电场能量分布的影响,为ZnO光纤紫外传感系统的研究奠定了基础。从纳米ZnO材料的光学性质出发,一维ZnO纳米棒的特征在于高比表面积,结合水热法研究OH^-离子浓度对ZnO纳米棒晶体结构、表面形貌、光学性质的影响,确定了最佳制备ZnO纳米棒的OH^-离子浓度,其为0.015M。将微纳光纤在该OH^-离子浓度下生长ZnO纳米棒,制备成紫外传感敏感装置。搭建了直通式光路的... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

纳米ZnO不同的结构

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文 = gvN I z UghE，载流子变化与光强成正比。 365nm 的紫外光照射 ZnO 时，原子外层的价电脱原子核的束缚，跨越过禁带进入到导带中，价带中留下一个能够自由运动的“空穴”，即-1 所示，即 hv e h[57]。折射率随载流子变应和能带填充效应[58]。

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本文编号：3129449