發(fā)布時間：2017-04-26 01:06

  本文關(guān)鍵詞：電子束誘導氧化鋅量子點的可控生長與載流子調(diào)制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：ZnO是直接帶隙半導體材料,近紫外發(fā)光和透光性質(zhì)使其可被用作光電器件。量子效應使得納米尺度的ZnO的禁帶寬度和其粒度、形狀和顯微結(jié)構(gòu)相關(guān),并直接決定納米ZnO的發(fā)光性能�？梢酝ㄟ^改變量子點的成分、尺寸和形狀調(diào)控其電子態(tài)密度和載流子性質(zhì),達到控制納米尺度ZnO量子點物理化學性質(zhì)的目的。本文在對ZnO量子點生長方法和載流子調(diào)控充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,利用環(huán)境透射電子顯微鏡原位研究穩(wěn)定、尺寸可控的ZnO量子點的生長條件和生長機理,控制量子點內(nèi)氧缺陷濃度,從而調(diào)控載流子和ZnO量子點的能帶性質(zhì)。論文首先研究了ZnO量子點在透射電子顯微鏡中的生長行為,在控制電子束能流密度和氧分壓的條件參數(shù)下,實現(xiàn)ZnO量子點的可控生長。研究表明在直徑約40 nm六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO納米棒的(1010)晶面上,通過300keV電子束輻照(能流密度1.6×105A/m2,樣品室真空氣壓5x10-4pa)可控制生長粒度為5nm左右ZnO量子點。量子點表面由(1010)、(0001)和(0001)三個晶面構(gòu)成。高電子束能流密度和高氧分壓可促進ZnO量子點生長,量子點內(nèi)部的氧缺陷可以由輻照電子束的能量和能流密度調(diào)節(jié)。電子能量損失譜測試分析表明ZnO量子點內(nèi)氧原子含量可達55%,富含空穴載流子。第一性原理計算也表明,在這種條件下氧間隙原子可以穩(wěn)定存在于量子點中。電子全息測量分析表明ZnO量子點與ZnO基體納米棒存在約0.5V的勢壘。原位電學測試結(jié)果表明電流從ZnO量子點單向流入納米棒,原位光電測試結(jié)果表明ZnO量子點-納米棒體系具有可見光響應性能。
【關(guān)鍵詞】：ZnO量子點 透射電子顯微鏡 空穴載流子
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN304.21
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-29
• 1.1 課題背景9
• 1.2 ZnO量子點特性9-19
• 1.2.1 ZnO晶體結(jié)構(gòu)9-10
• 1.2.2 ZnO量子點的激子特性10-14
• 1.2.3 ZnO量子點的光致發(fā)光(PL)性能14-16
• 1.2.4 ZnO量子點的氣敏傳感器應用16-19
• 1.3 ZnO的空穴載流子調(diào)制19-22
• 1.4 ZnO量子點制備方法22-28
• 1.4.1 化學方法22-24
• 1.4.2 物理方法24-27
• 1.4.3 電子束誘導生長27-28
• 1.5 本論文研究的主要內(nèi)容28-29
• 第二章 試驗方法29-32
• 2.1 原料及試驗設(shè)備儀器29-30
• 2.1.1 試驗原料29
• 2.1.2 試驗設(shè)備儀器29-30
• 2.2 ZnO量子點(QD)生長30-32
• 2.2.1 ZnO納米棒(NR)制備30-31
• 2.2.2 ZnO量子點生長31-32
• 第三章 ZnO量子點的生長32-42
• 3.1 ZnO納米棒的形貌及結(jié)構(gòu)表征32-35
• 3.1.1 SEM形貌表征32-33
• 3.1.2 TEM表征33-34
• 3.1.3 EELS分析34-35
• 3.2 ZnO量子點的原位生長過程35-36
• 3.3 調(diào)控ZnO量子點的生長36-41
• 3.3.1 調(diào)整電子束加速電壓36-37
• 3.3.2 調(diào)整電子束能流密度37-38
• 3.3.3 調(diào)整ZnO納米棒所處氣氛38-39
• 3.3.4 調(diào)整ZnO表面狀態(tài)39-40
• 3.3.5 改變ZnO納米棒化學組成40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 ZnO量子點的載流子調(diào)制與應用42-57
• 4.1 ZnO量子點的生長機理42-45
• 4.1.1 Knock-on damage理論42
• 4.1.2 O元素分布分析42-43
• 4.1.3 ZnO納米棒應力分析43-45
• 4.1.4 小結(jié)45
• 4.2 ZnO量子點內(nèi)的載流子類型分析45-49
• 4.2.1 ZnO量子點內(nèi)缺陷分析45-46
• 4.2.2 近邊精細結(jié)構(gòu)(ELNES)分析46-48
• 4.2.3 EELS低損譜48
• 4.2.4 電子全息(Holography)48-49
• 4.3 ZnO量子點-納米棒體系電學性能49-56
• 4.3.1 原位通電測試49-53
• 4.3.2 原位光電測試53-54
• 4.3.3 離位通電測試54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 結(jié)論57-58
• 5.1 ZnO量子點的可控生長與生長機理57
• 5.2 ZnO量子點的空穴載流子調(diào)制57-58
• 參考文獻58-66
• 致謝66-67
• 個人簡歷67-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其它研究成果68

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