基于ZnO和ZnS納米帶光敏、壓敏傳感器研究.pdf

1、隨著器件向微型化、集成化、智能化發(fā)展,納米材料因其獨(dú)特和優(yōu)異的物理、化學(xué)性能在微納級(jí)器件方面具有潛在的應(yīng)用而引起人們廣泛的關(guān)注。目前,人們已經(jīng)制備出了如納米纖維、納米帶、納米線和納米棒等多種納米結(jié)構(gòu),并發(fā)現(xiàn)它們具有如量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和介電限域效應(yīng)等新奇特性。ZnO和ZnS納米材料是直接帶隙半導(dǎo)體,均為六角纖鋅礦結(jié)構(gòu),室溫下的禁帶寬度分別為3.37和3.68eV。由于尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng),ZnO和ZnS納米材料具有某些獨(dú)特的性能,如良

2、好的光電、壓敏等性能成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。本文介紹了制備ZnO單根納米帶光敏傳感器及ZnO/ZnS納米帶膜的壓敏傳感器。在不同光照條件下測(cè)試了ZnO單根納米帶光敏傳感器的伏安特性及其響應(yīng);在大氣和不同的真空壓強(qiáng)氛圍下測(cè)試了基于ZnO/ZnS納米帶膜的壓敏傳感器的伏安特性;結(jié)合能帶示意圖,用氧吸附與解吸附理論對(duì)它們的實(shí)驗(yàn)機(jī)理進(jìn)行了合理的解釋。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)采用磁控濺射和光刻的方法在SiO2/Si基底上制

3、作Pt叉指電極,通過(guò)調(diào)節(jié)分散液的濃度并利用探針技術(shù)將單根ZnO納米帶組裝在了叉指電極上,做成光敏傳感器。用半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試儀及示波器測(cè)試了光敏傳感器的伏安特性及響應(yīng),結(jié)果表明:在黑暗狀態(tài)下,光敏傳感器的關(guān)斷性能較好;在波長(zhǎng)范圍為280~340nm的紫外光照射下,波長(zhǎng)越短,光敏傳感器的光電流和靈敏度越大。在紫外光打開(kāi)和關(guān)閉交替變換時(shí),光敏傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)電路狀態(tài)“0”和“1”轉(zhuǎn)換的控制。
　　(2)將含有ZnO和ZnS納米帶的丙酮溶液旋

4、涂在制備好的電極上組裝出ZnO和ZnS帶膜的真空壓強(qiáng)敏感器件(壓敏傳感器)。用安捷倫4156C半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試儀測(cè)量這兩種壓敏傳感器的伏安特性。結(jié)果表明:兩種壓敏傳感器在黑暗條件下都處于高阻狀態(tài),隨著大氣壓強(qiáng)的減小,傳感器的電流增大。由伏安特性曲線得到的R-P曲線呈線性變化,可以根據(jù)電阻值的大小來(lái)判斷傳感器所處環(huán)境壓強(qiáng)的大小。壓敏傳感器的測(cè)試范圍從高真空到大氣壓強(qiáng)范圍內(nèi)。
　　(3)利用光電導(dǎo)效應(yīng)和表體比結(jié)合氧吸附與解吸附理論對(duì)Zn