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在本论文中,主要采用水热方法合成了CuO纳米棒和α-Fe2O3纳米棒,通过XRD、SEM和TEM对其晶体结构和形貌进行了表征,研究了它们的气体敏感和光电响应特性,并研究了片状ZnO阵列的场发射性质。主要结果如下:
(1)采用水热方法合成了p型CuO纳米棒,研究了其酒精敏感特性。CuO纳米棒表现出与n型半导体材料不同的敏感特性,采用表面积累模型很好的解释了其敏感机理。通过对比n型材料分析了晶界接触势垒对p型材料敏感特性的影响。
(2)采用水热方法合成了α-Fe2O3纳米棒,研究了其酒精敏感特性。在酒精浓度从低到高的变化过程中,α-Fe2O3纳米棒实现了从p型到n型导电特性的转变。笔者通过氧吸附对表面能带调节对这种转变机理进行了定性研究。
(3)采用电化学沉积的方法在ITO衬底上合成了片状ZnO阵列,并研究了其场发射特性。ZnO阵列场发射特性很好的符合F-N理论,场发射电流具有较好的稳定性,电流的涨落小于5%。
(4)研究了CuO和α-Fe2O3纳米棒的光电响应特性。在真空和大气中,CuO和α-Fe2O3纳米棒对紫外和绿光表现出不同的响应时间和灵敏度。这种不同的光电响应特性来源于光诱导的表面氧脱附行为。
(5)研究了单根α-Fe2O3纳米棒在不同温度和压强下的电输运特性。α-Fe2O3纳米棒表现出非线性的I-V特征,这种非线性特征通过势垒模型得到了解释。通过压强对纳米棒电输运特性的非单调调控,分析了氧吸附对α-Fe2O3纳米棒输运的影响。