基于TiO2、ZnO的紫外光電探測器制備及其光電性能研究.pdf

1、無機(jī)半導(dǎo)體在科技日新月異的當(dāng)今社會成功推動了包括光子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域的科技革命。無論是醫(yī)療能源交通，還是娛樂、通訊甚至思維，都深刻地受其影響。但是，傳統(tǒng)的無機(jī)半導(dǎo)體材料在制備和應(yīng)用過程中有著能耗過高，工藝復(fù)雜成本高等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了其在更多潛在領(lǐng)域應(yīng)用的可能性。本文采用簡單、低能耗的電化學(xué)法制備了三種不同形貌的金屬氧化物半導(dǎo)體材料，并將其設(shè)計(jì)應(yīng)用于紫外光電探測器。主要工作如下：
　　（1）采用兩次電化學(xué)法，組裝了TiO2/PA

2、NI納米復(fù)合結(jié)構(gòu)器件。第一次先采用陽極氧化法，在室溫下制備TiO2nanotubes（二氧化鈦納米管）陣列，第二次采用電化學(xué)法將TiO2 nanotubes陣列與PANI進(jìn)行復(fù)合。利用控制變量法通過一系列平行實(shí)驗(yàn)優(yōu)化其反應(yīng)條件。通過SEM圖、XRD譜和拉曼譜對其形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，結(jié)果表明，所制備的TiO2 nanotubes陣列與鈦片基底垂直，生長情況良好，平均管徑約為100nm，管壁光滑，厚度均勻，且與PANI復(fù)合情況良好。進(jìn)一步對

3、所得樣品進(jìn)行紫外可見光譜測試，以獲得材料的光電性能。通過一系列對比的電流時(shí)間曲線的紫外響應(yīng)測試來優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)。
　?。?）通過一種操作簡單，能耗低，可重復(fù)性高的電化學(xué)法在ITO導(dǎo)電玻璃表面制備ZnO納米片。采用一種低溫下的化學(xué)氧化法制備PANI納米線，將其洗滌干凈后利用旋涂法與ZnO納米片復(fù)合。采用SEM、XRD譜及EDS能譜表征其形貌結(jié)構(gòu)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ZnO納米片生長情況良好，尺寸均一，呈薄片狀垂直于ITO基底表面，其平均直徑約為4

4、μm。PANI密布于ZnO納米片頂部，其直徑約為90nm，呈疏松結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步對所得樣品進(jìn)行紫外吸收光譜的測試，以獲得其在不同納米波長光區(qū)的響應(yīng)程度。對所得樣品進(jìn)行外加偏壓的伏安特性曲線測試，以獲得其特殊的光電性能。對所設(shè)計(jì)器件進(jìn)行0偏壓下的電流時(shí)間曲線紫外光響應(yīng)測試來判斷材料的光敏性。
　　（3）分別采用水熱法和電化學(xué)法兩種方法在ITO導(dǎo)電玻璃表面制備氧化鋅納米棒陣列，通過一系列平行實(shí)驗(yàn)優(yōu)化出最佳的實(shí)驗(yàn)方案。將所得ZnO納米棒陣列