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ZnO纳米材料因其优异的光学、电学特性,近些年成为纳米光电器件领域的研究热点。其中ZnO纳米颗粒薄膜是一种良好的透明导电薄膜(TCO)材料,能够作为薄膜太阳能电池的透明电极、平面显示以及其它光电器件的窗口材料。一维ZnO纳米棒阵列薄膜在新型太阳能电池、压电转换、传感器等领域都有着广阔的应用前景。与玻璃等钢性衬底相比在柔性衬底上制备ZnO薄膜或者ZnO纳米棒阵列具有许多独特的优点,如质量轻、可折叠、不易破碎、易于大面积生产、便于运输等。如果将ZnO薄膜或者ZnO纳米棒阵列与柔性衬底结合起来,将有望开辟ZnO基半导体器件应用的新领域。 制备ZnO薄膜或者ZnO纳米棒阵列的方法很多,其中溶液化学的方法具有工艺过程简单、成本低、易于掺杂、不需要专用设备等优点,具有非常诱人的应用前景。本文在柔性的聚酰亚胺(PI)薄膜衬底上用溶胶凝胶法制备ZnO薄膜,在此基础上用化学水浴法制备了ZnO纳米棒阵列,研究了各项制备条件对ZnO薄膜与ZnO纳米棒阵列性能的影响,以期为以后进一步的研究提供一些参考数据。本文的工作主要包括如下两个部分: (1)通过溶胶-凝胶工艺,采用两步加热法在聚酰亚胺表面制备了具有c轴取向的ZnO薄膜。通过差式扫描量热-热重分析(DSC-TGA)得出最佳的前热处理温度和后热处理温度分别为300和390℃。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的晶体取向和表面形貌进行了分析,描述了ZnO薄膜在聚酰亚胺上的生长过程。并且通过单向拉伸实验的测试表明,ZnO薄膜与聚酰亚胺衬底有较强的附着力。 (2)利用化学水浴法在预先制备的PI/ZnO薄膜衬底上生长ZnO纳米棒阵列。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对ZnO纳米棒阵列进行表征,考察衬底的性质、反应溶液的浓度、反应温度和反应时间对ZnO纳米棒阵列的影响。结果表明:C轴取向生长的ZnO薄膜衬底有助于形成六棱柱型的ZnO纳米棒晶体。水溶液环境中生长的ZnO纳米棒晶体长径比受到反应溶液浓度和温度的影响。ZnO生长的初期C轴方向生长速度较快,经一段时间后纳米棒的直径开始增大,并且能和周围的纳米棒晶体融合生长形成更大的纳米棒晶体。