ZnO一維納米結構的制備及場發(fā)射性能的研究.pdf

1、由于半導體氧化物在光學、光電、催化、壓電等領域獨特而新穎的應用，基于氧化物的一維納米材料的研究引起了世界范圍內的廣泛關注。ZnO作為一種重要的Ⅱ-Ⅵ族直接寬禁帶半導體氧化物，在短波光電器件方面有著廣闊的應用前景。ZnO一維納米材料是納米材料和重要半導體氧化物的完美結合，各種一維納米結構的ZnO材料已先后被報道。對ZnO一維納米結構的制備、性能、生長機理及應用進行系統(tǒng)的研究不論在科研還是實際應用方面都具有重要的意義。 本研究主要圍

2、繞ZnO一維納米結構的制備展開，利用熱蒸發(fā)法和金屬有機物化學氣相沉積法合成了多種不同形貌的ZnO一維納米結構；并在此基礎上，研究了生長參數(shù)對形貌的影響；表征并分析了其組分、結構、光學和場發(fā)射性能；并討論了其生長機理。 本研究利用熱蒸發(fā)法在硅襯底上合成了大量形貌一致，晶體質量良好的高純ZnO納米梳，其尖端的直徑約為25nm左右，長度分布在800-1500nm之間。我們用熱蒸發(fā)法還制備了棒狀、寶塔狀、鉛筆狀和啞鈴狀ZnO，測試結果表

3、明其具有高純度和c軸擇優(yōu)取向。此外，我們還分析了襯底位置、生長溫度和生長時間等因素對ZnO形貌的影響，提出了低溫形核、高溫生長的機理，在此基礎上初步實現(xiàn)了ZnO一維結構的可控生長。 本研究通過MOCVD低溫高溫兩步法制備了大量分布均勻，沿c軸擇優(yōu)取向生長的高純ZnO納米線；其直徑和長度的范圍分別在30-60nm和200-400nm之問；PL譜中只有一個紫外激發(fā)峰，表明用這種方法制備的ZnO納米線的晶體質量完好，基本沒有氧空位。