【摘 要】
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一维半导体纳米材料因其独特的物理化学性质在纳米器件中有广阔的的应用前景,研究一维纳米材料有利于研究低维系统的维度与量子限域效应对系统的电学、热学和机械等性质的影
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一维半导体纳米材料因其独特的物理化学性质在纳米器件中有广阔的的应用前景,研究一维纳米材料有利于研究低维系统的维度与量子限域效应对系统的电学、热学和机械等性质的影响。目前纳米材料已经引起了人们极大的注意力,其中ZnO作为一种直接宽带隙（Eg=3.37 eV）半导体材料是最为引人关注的材料之一。ZnO在室温下具有较高的激子束缚能（60 meV）,保证其室温条件下紫外激光发射,因而它成为制作紫外激光器的备选材料之一。ZnO还具有很多优异的性能,如压电性能、表面极化性能、高的发光效率、高的化学稳定性及热稳定性,在纳米电子器件、光电子器件及纳米传感器等领域有巨大的应用潜力,使得ZnO纳米材料的制备和应用的研究成为国际研究的热点之一。到目前为止,一维ZnO纳米结构的合成已经取得了很大进展,已经制备出了各种形貌。另外,对ZnO纳米材料物理性质的改善,也是研究的热点之一,通过掺杂异种元素可对ZnO纳米材料的光学、电学和磁学等性能有显著的影响。本文利用化学气相沉积（CVD）的方法,在硅衬底上分别生长了Al,In,Sb掺杂的ZnO纳米结构。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（HRTEM）、选区电子衍射（SAED）等手段对样品的形貌和结构进行表征,并研究了样品的光致发光（PL）。其中掺Al的XRD结果表明随着Al浓度的增加,晶体结构逐渐由六角ZnO结构向尖晶石ZnAl2O4结构转变;室温下的紫外发光先出现蓝移而后出现红移,这种现象可归结到Burstein-Moss效应和能带重整化效应。以Sb和ZnO为源,利用化学气相沉积的方法合成了纳米线和纳米螺旋线,讨论了样品的光致发光,紫外与可见的光强度比值达到48:1,这比以往报道的强度比值要大得多,说明合成的样品紫外发光性质特别好,可以在器件方面得到广泛应用。
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