论文部分内容阅读
一维纳米材料具有独特的结构特性和奇异的物理化学特性,在纳米电子学、纳米光电子学、场发射和气体传感等方面有着潜在的应用前景,已成为当今研究的热点。本论文主要通过水热方法合成了三种一维纳米材料,并在此基础上组装了气体传感、场发射显示、光探测等纳米器件,并对这些器件性质进行了研究。
本文通过水热法合成了面心立方结构萤石型CeO2纳米线,纳米线直径约20nm,长约1μm。基于CeO2纳米线的湿敏器件呈现了较高的灵敏度及快速的响应和恢复特性。响应和恢复时间小于3 s。这种高的灵敏度和快速的响应恢复应归结于CeO2材料本身特性及纳米线所形成的网状结构。
对CeO2纳米线光敏性质进行了研究。CeO2纳米线在空气中表现负的紫外光电流响应特性,这是由于紫外光激发导致表面水分子的脱附所引起。在真空条件下,CeO2纳米线表现正常的光电导特性,具有高的灵敏度和快速响应特性。
对CeO2纳米线的场发射性质进行了研究。在阴极和阳极之间距离为700μm时,场发射开启场强为5.8V/μm。场发射特性很好的符合于F-N理论。我们还讨论了场增强因子β和d的关系。长时间的稳定性测试表明场发射电流具有良好的稳定性,电流波动小于3%。
通过水热法在不同的衬底(GaN、F-SnO2、Si片、载玻片、ZnO膜)上生长出了ZnO纳米阵列,其中在GaN和ZnO薄膜上生长出了垂直的ZnO纳米阵列。在F-SnO2玻璃上生长出尖锥状的ZnO纳米阵列,其场发射具有开启场强低和发射电流长时间稳定的特性。
通过水热法制备出ZnO纳米花,将其制作成气体传感器件,并研究了其酒精和硫化氢气体传感性质,实验结果表明它是良好的酒精敏感器件。
还合成出了长径比非常大的Ag纳米线,利用纳米电极对单根Ag纳米线的电学输运进行了测量。当电流过大时,观测到Ag纳米线多处熔断现象。