SnO2(ZnO：Sn)m超晶格納米線的制備與表征.pdf

1、一維半導體超晶格納米材料具有納米尺度下的異質層狀結構，表現(xiàn)出獨特量子尺寸效應，擁有良好光電性能，在未來新型納米光電器件中有著潛在的廣泛應用。近幾年，新型超晶格納米材料的設計、制備以及物性表征逐漸成為研究熱點。本論文以新型SnO2(ZnO∶Sn)m超晶格材料體系為研究對象，著眼于高純SnO2(ZnO∶Sn)m超晶格納米線的合成及物性表征，以化學氣相合成方法為制備手段，輔以第一性原理計算，開展以下幾個方面的研究:
　　(1)基于密度泛

2、函理論的第一性原理，分別研究單晶ZnO、5％-Sn摻雜ZnO以及SnO2(ZnO∶Sn)6超晶格的晶體、能帶結構以及電子態(tài)密度等性質。取得如下的計算結果:單晶ZnO以及5％-Sn摻雜ZnO均為直接帶隙半導體，其帶隙大小分別為0.74eV和0.30eV; SnO2(ZnO∶Sn)6超晶格結構由于電子不平衡導致其具有金屬性質。
　　(2)在傳統(tǒng)化學氣相合成法基礎上，改進生長工藝，創(chuàng)造性地采用分步蒸發(fā)ZnO和SnO2粉末的方法制備超晶格

3、材料，制備出ZnO/SnO2(ZnO∶Sn)m異質結納米線，并首次實現(xiàn)長度達到幾十微米的高純SnO2(ZnO∶Sn)m超晶格納米線制備。
　　(3)利用多種先進分析技術對SnO2(ZnO∶Sn)m超晶格納米線復雜結構和物性進行精細表征。通過掃描/透射電子顯微鏡觀察到SnO2(ZnO∶Sn)m超晶格結構中Sn-O層、Sn/Zn-O層塊內調制結構以及Sn-O層兩側ZnO晶疇極性的反轉;通過拉曼測試首次發(fā)現(xiàn)SnO2(ZnO∶Sn)m超晶