Au納米結構與ZnO納米傳感器的制備與特性.pdf

1、納米結構由于具有獨特的特性而始終被人們廣泛關注和研究。本論文主要力圖通過對一些特殊納米材料和結構的生長組裝控制與特性研究，探索并實現(xiàn)納米材料與結構在電子與生物傳感探測方面的應用。因此，本文有選擇地開展了兩類納米結構的研究。一是具有表面增強效應的金屬Au納米結構，研究其光致發(fā)光(PL)性質(zhì)，以及表面增強拉曼(SERS)在探測生物化學分子方面的應用。另一是對光電敏感的氧化物半導體ZnO納米結構，通過在電極之間的控制組裝和性能研究，探索其在光

2、敏和生物傳感檢測方面的可能應用。 針對以上研究目標，本論文內(nèi)容分為四章，具體如下： 第一章簡要介紹了納米材料的分類與特點，回顧了納米材料與結構一些主要制備方法，扼要地闡述了納米材料與結構在電子器件與傳感檢測方面的應用與進展，最后概要說明本文的研究目的與內(nèi)容。 第二章較為詳細地介紹了本研究中著重利用的納米結構的兩種制備方法－－電化學法和氣相法。同時，還介紹了能夠?qū)⒓{米結構組裝到電極上的操控方法一介電電泳法(DEP)

3、，分析了DEP的工作原理與組裝調(diào)控途徑。 第三章利用電化學沉積方法制備了一種枝晶狀多層次的金納米結構。利用XRD、SEM、EDS、PL等手段對其結構和形態(tài)進行了詳盡的分析，并提出了相應的可能生長機制與控制方法。這種枝晶狀金納米結構有良好的電學性質(zhì)，并由于表面等離子體共振增強而呈現(xiàn)顯著的綠光發(fā)射特性。其特殊的表面形態(tài)所產(chǎn)生的增強拉曼效應，可以檢測到濃度為10-<'10>mol/L的Rhodamine B分子，顯示出較廣泛的應用前景

4、。 第四章利用介電電泳(dielectrophoresis)的方法，在金電極之間組裝上多根或單根的ZnO納米線/帶。在此基礎上，我們研究了電極間的ZnO納米線/帶在強電流下的失效斷裂機理，發(fā)現(xiàn)同邊緣應力相關的熔斷機制是失效的主要原因；實現(xiàn)了具有明顯整流特性的原理型ZnO納米線/帶-Au Schottky二極管；發(fā)現(xiàn)了基于Schottky勢壘控制的ZnO納米線/Au結構的光敏響應特性；此外，我們還利用ZnO納米帶作為電極，通過電化