金屬襯底上納米ZnO的制備及ZnO納米棒光學性質(zhì)研究.pdf

1、ZnO是一種新型的Ⅱ-Ⅵ族半導體材料，室溫下禁帶寬度為3.37 eV，激子結(jié)合能為60meV，具有優(yōu)良的物理和化學性質(zhì)。另外，ZnO具有生產(chǎn)原料豐富、成本低廉等優(yōu)點。目前，ZnO已被廣泛應(yīng)用于發(fā)光二極管、壓敏器件、氣敏傳感器和發(fā)光器件等領(lǐng)域。
　　本文主要采用水熱法，在金屬與非金屬襯底上制各了ZnO納米陣列。由于金屬材料具有良好的電導和熱導特性，并且具有良好的柔韌性，這為后期ZnO納米器件的制備和集成奠定了良好的基礎(chǔ)。通過掃描電子

2、顯微鏡、X射線衍射和光致發(fā)光等測試方法，系統(tǒng)地研究了:(1)ZnO納米陣列的制備工藝及生長機理，討論了不同類型金屬做襯底對制各ZnO納米陣列的影響;(2)研究了不同的前驅(qū)液濃度對ZnO納米棒平均直徑和光致發(fā)光行為的影響;(3)研究了ZnO陣列中納米棒的取向和發(fā)光波長之間的依賴關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，襯底上不同取向的ZnO納米棒的近代邊發(fā)射峰位產(chǎn)生了明顯的移動，分析了光譜移動的物理機制。具體研究內(nèi)容如下:
　　一、在Al、Cu和Zn等不同類

3、型的金屬襯底上生長了ZnO納米棒。利用掃描電子顯微鏡對ZnO納米陣列的形貌進行了研究，結(jié)果顯示:不同襯底上均制各出了六角結(jié)構(gòu)的ZnO納米棒。相同前驅(qū)液濃度的條件下，不同類型襯底上制備的納米棒的陣列密度和平均直徑有所不同。其中Al襯底上的納米陣列生長結(jié)構(gòu)緊密，取向性良好。X射線衍射測試表明制備的ZnO納米陣列具有良好的c軸擇優(yōu)特性。ZnO納米棒的光致發(fā)光測試均顯示出很好的近帶邊發(fā)射。相同類型的襯底上、不同濃度的前驅(qū)液條件下生長的ZnO納米

4、棒平均直徑不同，光致發(fā)光結(jié)果也各有差異。
　　二、研究了Si襯底上制備的納米棒取向?qū)庵掳l(fā)光結(jié)果的影響。通過調(diào)節(jié)ZnO納米棒的取向使其分別處于垂直襯底、襯底上無序分布和平行襯底姿態(tài)。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射及光致發(fā)光測試研究了不同取向的ZnO納米棒形貌和光學特性。掃描電子顯微鏡結(jié)果顯示不同取向的ZnO納米棒的形貌沒有發(fā)生明顯變化。但是光致發(fā)光測試結(jié)果表明，平行襯底和襯底上無序分布的ZnO納米棒的近帶邊發(fā)射較垂直于襯底方向的Z