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Si衬底上制备ZnO纳米阵列与ZnO的纳米修饰

发布时间:2017-09-14 04:17

  本文关键词:Si衬底上制备ZnO纳米阵列与ZnO的纳米修饰


  更多相关文章: ZnO纳米棒/纳米阵列 溶液浓度 籽晶固化 纳米修饰


【摘要】:纳米氧化锌(ZnO)属于新型宽禁带半导体材料,其室温下禁带宽度为3.37eV,激子束缚能为60me V,在短波长发光及探测方面具有广泛的应用前景。科研人员已利用一维ZnO纳米棒/纳米阵列制备了许多性能优异的半导体器件。材料的形貌及结构将对其光电性质产生重要影响,本论文研究了Si衬底上制备的ZnO纳米棒/纳米阵列的形貌和结构,并分析了溶液浓度在其生长期间的影响。利用湿法刻蚀技术对ZnO纳米棒/纳米阵列进行修饰处理,讨论了刻蚀时间对其形貌与结构的影响。具体研究内容如下:(1)首先,利用水热法,以Si为衬底,在不同溶液浓度条件下获得了具有不同几何尺寸的六角ZnO纳米棒/纳米阵列。结合SEM、TEM和XRD等表征技术,对ZnO纳米棒/纳米阵列的形貌与结构进行了系统研究。此外,研究了籽晶固化处理对ZnO纳米棒/纳米阵列在后期湿法刻蚀处理时的影响。(2)基于SEM、TEM和XRD等测试结果,利用晶体生长理论,讨论了ZnO纳米棒/纳米阵列的生长机理,并提出了相对应的模型。(3)利用氯化铵水溶液对ZnO纳米棒/纳米阵列进行了纳米修饰,研究刻蚀时间对ZnO纳米阵列形貌与结构的影响,获得了具有锥状结构的纳米阵列,这为场发射器件的制备提供了技术基础。实验结果表明在一定时间范围内,刻蚀后的ZnO纳米阵列仍然处于垂直衬底的生长状态。
【关键词】:ZnO纳米棒/纳米阵列 溶液浓度 籽晶固化 纳米修饰
【学位授予单位】:辽宁师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ132.41;TB383.1
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-7
  • 1 绪论7-13
  • 1.1 ZnO的结构与性质7-10
  • 1.1.1 ZnO的基本结构7-9
  • 1.1.2 ZnO的光电性质9-10
  • 1.2 ZnO纳米材料的应用10-13
  • 1.2.1 ZnO纳米气敏传感器10
  • 1.2.2 ZnO纳米压敏器件10-11
  • 1.2.3 纳米ZnO太阳能电池11
  • 1.2.4 二极管11-13
  • 2 ZnO纳米材料的制备与表征13-21
  • 2.1 ZnO纳米材料的制备13-15
  • 2.1.1 低温水热法(Chemical Bath Deposition-CBD)13
  • 2.1.2 磁控溅射法(Magnetic Sputtering)13
  • 2.1.3 化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition-CVD)13-14
  • 2.1.4 金属有机物化学气相沉积法 (Metal Organic Chemical VaporDeposition-MOCVD)14
  • 2.1.5 脉冲激光沉积法(Pulsed Laser Deposition-PLD)14-15
  • 2.1.6 分子束外延法(Molecule Beam Epitaxy-MBE)15
  • 2.2 ZnO纳米材料的表征15-21
  • 2.2.1 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope-SEM)15-16
  • 2.2.2 透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy-TEM)16-17
  • 2.2.3 X射线衍射(X-ray Diffractio-XRD)17-18
  • 2.2.4 光致发光光谱(Photoluminescence-PL)18-19
  • 2.2.5 X射线光电子能谱 (X-ray Photoelectron Spectroscopy-XPS)19-21
  • 3 Si衬底上ZnO纳米阵列的制备21-34
  • 3.1 Si衬底上制备ZnO纳米阵列21-24
  • 3.2 溶液浓度对ZnO纳米阵列的影响24-27
  • 3.3 籽晶固化对ZnO纳米阵列的影响27-33
  • 3.4 小结33-34
  • 4刻蚀技术对ZnO纳米棒的修饰34-45
  • 4.1 ZnO纳米棒的生长34-36
  • 4.2 ZnO纳米棒生长模拟分析36-37
  • 4.3 刻蚀时间对ZnO纳米结构的影响37-42
  • 4.4 ZnO纳米修饰的模拟分析42-44
  • 4.5 小结44-45
  • 结论45-46
  • 参考文献46-48
  • 攻读硕士学位期间曾发表的学术论文48-49
  • 致谢49

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