本文選題：氧化鋅 + 核殼納米結(jié)構(gòu)　； 參考：《長春理工大學》2015年博士論文

【摘要】：本論文主要開展Zn O薄膜在原子尺度上的可控生長、同質(zhì)和異質(zhì)核殼納米結(jié)構(gòu)的制備及特性研究以及Zn O納米結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件及光探測器件性質(zhì)等方面的研究工作,并取得如下成果:1.采用原子層沉積開展Zn O薄膜的制備工作,研究沉積溫度對Zn O薄膜生長速率、晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性等方面的影響。通過不同的摻雜手段對Zn O薄膜光電性質(zhì)進行調(diào)控,并以此為基礎(chǔ)首次在有機PVP納米纖維表沉積Zn O和Al摻雜Zn O薄膜,得到Zn O基核殼結(jié)構(gòu)納米纖維;在Zn O納米線表面沉積Al摻雜Zn O薄膜得到同質(zhì)Zn O核殼納米線結(jié)構(gòu),利用光致發(fā)光光譜(PL)系統(tǒng)的對核殼納米線結(jié)構(gòu)的發(fā)光特性進行分析,通觀測到由Al摻雜Zn O殼層所引起雙電子衛(wèi)星峰(TES),得到發(fā)光增強的原因,為Zn O核殼納米結(jié)構(gòu)光電器件研究奠定基礎(chǔ)。2.以Si C和Ga N作為p型導電材料與Zn O構(gòu)建異質(zhì)結(jié)發(fā)光器件,通過Mg Zn O層的引入有效調(diào)節(jié)Zn O與p型材料的導帶及價帶帶階,實現(xiàn)對Zn O中電子載流子和p型材料中空穴載流子輸運情況的調(diào)節(jié)。Mg Zn O層的引入,實現(xiàn)了在Si C/Zn O結(jié)構(gòu)中,位于388nm的來自Zn O的電致發(fā)光(EL);在此基礎(chǔ)上將Mg Zn O層的引入Ga N/Zn O,進一步增強Zn O一側(cè)的電致發(fā)光,最后在Ga N/Mg Zn O/Zn O引入Zn O同質(zhì)核殼結(jié)構(gòu)納米線,由于Al摻雜Zn O殼層的影響,進一步增加了Zn O中電子載流子濃度,極大的提高了此類異質(zhì)結(jié)EL發(fā)光強度,相比Ga N/Zn O其發(fā)光強度提高50倍。3.利用化學浴方法(CBD)在Zn O納米線表面沉積Zn S納米顆粒構(gòu)成Zn O/Zn S核殼納米線結(jié)構(gòu),相比Zn O納米線樣品,該核殼納米線材料室溫PL發(fā)光強度增強了約4倍,利用PL對樣品進行系統(tǒng)的光譜分析并研究其發(fā)光來源,發(fā)現(xiàn)Zn O/Zn S核殼納米線結(jié)構(gòu)的非線性系數(shù)α為0.91,同時具有與對溫度的不敏感性,因此將這種發(fā)光增強歸結(jié)為Zn S殼層所引入的局域態(tài)激子。此后對Zn O/Zn S核殼納米線結(jié)構(gòu)進行光響應測試,由于局域態(tài)激子的存在,有效改善了Zn O納米線的紫外光響應特性,相比Zn O納米線其光電流強度提高約40倍。
[Abstract]:In this thesis, the controllable growth of ZnO thin films at atomic scale, the preparation and characterization of homogeneous and heterogeneous core-shell nanostructures, and the properties of luminescent devices and photodetectors of ZnO nanostructures are studied. And achieved the following results: 1. The effects of deposition temperature on the growth rate, crystal structure and luminescence characteristics of ZnO thin films were studied. Zn O and Al doped Zn O films were deposited on the surface of organic PVP nanofibers for the first time on the basis of controlling the photoelectric properties of ZnO thin films by different doping methods. The ZnO core-shell nanofibers were obtained. Homogeneous ZnO core-shell nanowires were obtained by depositing Al doped ZnO thin films on the surface of ZnO nanowires. The photoluminescence (PL) system was used to analyze the luminescence characteristics of core-shell nanowires. The double electron satellite peaks (tes) caused by Al doped Zno O shell layer were observed and the cause of luminescence enhancement was obtained, which laid a foundation for the study of ZnO core-shell nanostructure optoelectronic devices. Using sic and gan as p-type conductive materials and Zn O, heterojunction luminescent devices were fabricated. The conduction band and valence band order of Zn O and p type materials were effectively adjusted by the introduction of mg Zn O layer. The introduction of the. Mg Zn O layer to regulate the transport of electron carriers in Zn O and hole carriers in p type materials has been realized, and in the sic / Zn O structure, Based on the electroluminescence (El) from Zno in 388nm, the electroluminescence on the Zn O side was further enhanced by introducing the mg Zn O layer into the gan / Zn O layer. Finally, the Zn O homogeneous core-shell nanowires were introduced into the gan / mg Zn O / Zn O region. Due to the influence of Al doped Zn-O shell, the electron carrier concentration in Zn-O is further increased, and the El luminescence intensity of this heterojunction is greatly increased, which is 50 times higher than that of gan / ZnO. Chemical bath method (CBD) was used to deposit ZnS nanoparticles on the surface of ZnO nanowires to form ZnO / ZnS core-shell nanowires. Compared with ZnO nanowires, the PL intensity of the core-shell nanowires was increased by about 4 times at room temperature. The PL spectra of the samples were systematically analyzed and their luminescence sources were studied. It was found that the nonlinear coefficient of ZnO / ZnS core-shell nanowires was 0.91and was insensitive to temperature. Therefore, the enhancement can be attributed to the local exciton introduced by the ZnS shell. The photoresponse of ZnO / ZnS core-shell nanowires has been tested. Due to the existence of local excitons, the UV light response of ZnO nanowires has been effectively improved, and the photocurrent intensity of ZnO nanowires has been increased by about 40 times compared with that of Zno nanowires.
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;O614.241

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本文編號：2105213