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氧化锌(ZnO)是一种重要的宽禁带(Eg=3.37ev)半导体材料,其激子束缚能高达60meV,在室温紫外光电器件方面有巨大的应用潜力。尤其,一维氧化锌纳米结构(纳米线、纳米棒、纳米带)吸引了更多人的关注,主要是因为其展现出来的近紫外发射,光透性,电导性,压电性等。此外,一维氧化锌纳米棒阵列已经成为传感器,场发射,太阳能电池和表面声波导等应用方面的重要选择,这也激发了许多人利用多种方法制备一维氧化锌纳米结构。
目前针对一维ZnO纳米结构的制备和光电子器件应用方面开展了很多研究工作,特别气相法制备ZnO纳米结构不稳定性以及一维ZnO纳米结构如何应用到光电子器件方面存在一些问题,针对一维ZnO纳米结构的控制生长和在应用到器件方面的问题本文主要在以下几个方面进行了初步的探索。
(1)采用了气相传输法制备ZnO纳米结构,通过对源温度、生长温度、石英管形状和反应气氛等工艺条件的控制,得到了一维ZnO纳米结构,通过SEM、XRD、TEM等表征手段分析。并介绍一种新颖的带有帽状的ZnO纳米线结构的制备。
(2)由于一维ZnO纳米材料具有特殊的电子传输特性,光学特性和表面效应,使其在激光器、场效应晶体管、单电子晶体管、二极管、逻辑电路、传感器等方面有广泛应用。但将一维ZnO纳米材料连接到两个电极上并构造器件是必要的,因为电泳法由于操作方便有效,近年来已经被广泛用于操作纳米结构上,本文通过在自行设计的电极两端施加适当频率和幅度的交流电信号,在电极间产生非均匀电场,使在其间的氧化锌纳米线结构受到电泳力的作用,实现了ZnO纳米线在不同电极之间的桥连操作,同时也展现了在同样电极闻由于采用工艺条件不同而产生的变化。通过对电泳工艺条件初步的掌握,纳米材料通过电泳操控技术实现器件化应用起到一定的指导作用。