本文選題：納米環(huán) + 納米螺旋�。� 參考：《華中科技大學》2015年博士論文

【摘要】：一維納米結構具有表面效應,量子尺寸限域效應和宏觀量子隧道效應等特點,表現(xiàn)出獨特的光學、電學、化學、熱學和磁學等的性質。并且,一維納米結構也有眾多新穎的效應被逐步發(fā)現(xiàn)并研究,例如光開關效應、納米線柵偏振效應、場發(fā)射效應、熱電效應、壓電效應、儲氫特性和敏感特性等。隨著研究深入,對一維納米結構的形貌尺寸控制和成分組成控制的方法越來越先進,特殊結構也帶來相應的特殊功能。這種有針對性的可控合成和操縱,不再將研究納米技術之初新穎有趣的外觀作為動力,越來越注重精細的、可量化的和可操控的研究,以應對更苛刻和獨特的器件要求。本論文對常規(guī)化學氣相沉積法進行簡單改造,制備多種金屬氧化物特殊結構的納米線,對其光致發(fā)光性質、潤濕性和有限元仿真等進行研究,制備了新穎和高性能的電子和光電子器件。主要涵蓋的工作有： 在高溫水平管式爐中進行反應,以低熔點的金屬Bi作為輔助,制備大量的Ga2O3納米環(huán)。當升溫過程為兩步升溫法時得到單層納米環(huán)；當升溫過程為快速升溫法時得到雙層納米環(huán)。這種方法還被擴展用于合成SnO2和In2O3納米環(huán)。研究了Ga2O3納米環(huán)的光致發(fā)光特性,得到572nm的發(fā)光峰。最后制備了納米環(huán)晶體管器件,進行簡單的電學性質測試。由于這種結構的結晶性并不好,柵極調控很不理想,閾值電壓較大為84V。 使用激光燒蝕化學氣相沉積法,在大水平石英管內放置一段小石英管。當小石英管為單端封閉時,得到In2O3納米螺旋結構；當小石英管兩端均開放時,得到In2O3多重彎折納米線。這種特殊結構接觸角達到132.7°在紫外光照射一定時間后,變?yōu)槌H水性。黑暗中處理一定時間又轉變?yōu)槭杷�。基于這兩種特殊結構的晶體管為n型導電特性。多重彎折結構和螺旋結構的電子遷移率分別為243cm2/(V-s)和207cm2/(V·s)。 使用激光燒蝕化學氣相沉積法,得到In2O3的多級結構,在較粗的納米線主干上有大量較細的納米線分支。接觸角高達143.7°，也表現(xiàn)出光致超親水性和可逆轉變的特點。利用這種寬帶隙材料在ITO基底上制備了透明薄膜晶體管,光學透明度高達80%,具有良好的柵極電壓控制性和電傳輸性能。 使用常見的化學氣相沉積法,得到兩種不同類型的In2O3梯子狀納米線,葉脈狀和普通梯子狀,類似的成功地制備SnO2、ZnO和Ga2O3梯狀納米線。為便于研究,在Si/SiO2基底上制備SnO2器件。晶體管為耗盡型,且載流子濃度高出四個數(shù)量級。有平面簡諧波入射這種結構中既有F-P干涉模式,又有回音廊干涉模式,增強了對于深紫外光的吸收效率,帶來更高的光電轉換率。
[Abstract]:One-dimensional nanostructures exhibit unique optical, electrical, chemical, thermal and magnetic properties due to their surface effects, quantum size limiting effects and macroscopic quantum tunneling effects. Moreover, many novel effects have been gradually discovered and studied in one-dimensional nanostructures, such as optical switch effect, nanowire polarization effect, field emission effect, thermoelectric effect, piezoelectric effect, hydrogen storage characteristics and sensitivity. With the development of research, the methods of controlling the morphology and composition of one-dimensional nanostructures have become more and more advanced, and the special structures have brought about the corresponding special functions. This kind of targeted controllable synthesis and manipulation no longer uses the original and interesting appearance of nanotechnology as the motive force, and pays more and more attention to the fine, quantifiable and controllable research to meet the more demanding and unique device requirements. In this paper, the conventional chemical vapor deposition method is simply modified to prepare many kinds of metal oxide nanowires with special structure. The photoluminescence properties, wettability and finite element simulation of nanowires are studied. Novel and high performance electronic and optoelectronic devices were fabricated. The main areas of work covered are: A large number of Ga2O3 nanocycles were prepared in a high temperature horizontal tube furnace assisted by low melting point metal Bi. Monolayer nanorings were obtained when the heating process was two-step heating and double-layer nanorings were obtained when the heating process was rapid. The method has also been extended to synthesize SnO2 and In2O3 nanospheres. The photoluminescence characteristics of Ga2O3 nanorings were studied and the luminescence peaks of 572nm were obtained. Finally, nano-ring transistor devices are fabricated and simple electrical properties are tested. Because of the poor crystallinity of this structure, the gate regulation is not ideal, and the threshold voltage is 84 V. A small quartz tube was deposited in a large level quartz tube by laser ablation chemical vapor deposition. When the small quartz tube is closed at one end, the In2O3 nanowire structure is obtained, and when both ends of the small quartz tube are open, the In2O3 multiple bending nanowires are obtained. The contact angle of this special structure reaches 132.7 擄and becomes super hydrophilic after UV irradiation for a certain time. In the dark process a certain amount of time and then change to hydrophobicity. The transistors based on these two special structures are n-type conductive. The electron mobility of the multifold bending structure and the spiral structure are 243 cm ~ 2 / m ~ (2) V ~ (s) and 207cm2/(V ~ (s1), respectively. The multistage structure of In2O3 was obtained by laser ablative chemical vapor deposition, and a large number of fine nanowires branched on the thicker nanowires. The contact angle is as high as 143.7 擄, which also shows the characteristics of photoinduced superhydrophilicity and reversible transformation. Transparent thin film transistors have been fabricated on ITO substrate using this wide band gap material. The optical transparency is as high as 80 and has good gate voltage control and electrical transmission performance. Two different types of In2O3 ladder nanowires, leaf vein and ordinary ladder, were obtained by chemical vapor deposition. Sno _ 2ZnO and Ga2O3 ladder nanowires were prepared successfully. To facilitate the research, SnO2 devices were fabricated on Si/SiO2 substrate. The transistor is depleted and the carrier concentration is four orders of magnitude higher. There are both F-P interference mode and echo gallery interference mode in the planar harmonic incident structure, which enhance the absorption efficiency of deep ultraviolet light and bring higher photoelectric conversion rate.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1

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本文編號：1861722