發(fā)布時間：2018-07-25 12:27

【摘要】：氧化鋅(ZnO)作為一種重要的寬禁帶Ⅱ—Ⅵ族半導體材料,室溫下的帶隙寬度為3.37 eV,激子束縛能達60 meV,被廣泛應用于光電領域。本文針對ZnO納米結構的研究熱點,利用水熱(ACG)法,通過襯底表面緩沖層的外延生長方式,制備了高取向的六方纖鋅礦氧化鋅(znO)納米棒陣列薄膜。研究實驗參數(shù)對ZnO納米結構形貌的影響,并對ZnO一維納米陣列結構的生長機理、壓電效應、Ⅰ-Ⅴ特性和潤濕性能進行了研究,具體研究內容如下: (1)通過考察不同的生長時間、生長溫度、初始甲酰胺濃度和緩沖層等研究了水熱法制備ZnO的外延生長規(guī)律。并利用SEM、TEM、HRTEM等測試手段,分析和表征了制得的ZnO薄膜的晶體形貌、物相組成和組織結構等。實驗結果表明:隨著生長時間的增加,納米棒的直徑增大;生長溫度對納米棒直徑影響較小對長度影響較大,隨著溫度升高納米棒長度增加。初始甲酰胺濃度在一定范圍內(2%～10%)對納米棒直徑有影響,超過一定濃度(10%)產(chǎn)生尺寸較為均一的粒子膜結構;納米棒的取向生長與緩沖層有關,取向一致的ZnO納米棒陣列的制備需要襯底表面涂敷ZnO晶種層;確定醫(yī)用蓋玻片上的納米棒陣列是以氧化鋅納米薄膜緩沖層上的ZnO種子顆粒為成核點生長形成的。初步實現(xiàn)ACG法制備ZnO一維納米棒陣列的可控生長。 (2)運用原子力顯微鏡在接觸模式下表征了長度不同的ZnO納米棒陣列結構的壓電性能和Ⅰ-Ⅴ特性。研究結果表明隨著納米棒長度的增加,輸出的電流信號隨之增加;單根ZnO納米棒的Ⅰ-Ⅴ曲線表現(xiàn)為正向導通反向截止的整流特性,反向擊穿電壓超過-6V,計算得到理想因子為3.3。分析了樣品的壓電原理并做了表征。 (3)用接觸角測量儀表征了三種表面形貌的ZnO薄膜表面的潤濕性能。結果表明不同表面形貌可以實現(xiàn)ZnO表面的潤濕狀態(tài)由疏水向超疏水轉化,最后得到的較小直徑納米棒ZnO表面的接觸角為154.6°。通過Cassie-Baxter模型計算得到超疏水結構的復合表面表觀接觸角θ_r~C=154.3°,與實驗值符合得較好。
[Abstract]:As an important wide band gap 鈪，

本文編號：2143818