ZnO是一种新型宽禁带Ⅱ-Ⅳ族化合物半导体材料。其一维纳米结构表现出独特的物理化学性质,因而在纳米器件领域具有广泛的应用前景。在基底上生长的一维ZnO纳米棒阵列可作为染料敏化太阳能电池的光阳极材料,替代传统的TiO2纳米晶颗粒,提高电池的光电转换效率。　　 本实验采用垂直提拉法在FTO导电基底上制ZnO晶种层薄膜,通过化学水浴沉积法在晶种层上制备一维ZnO纳米棒阵列,利用磁控溅射法在纳米棒阵列表面生长TiO2分枝结构,最终得到枝状ZnO-TiO2复合纳米棒阵列结构。进行了结构分析和形貌表征。得到如下结果:　　 (1)当退火温度在300℃时,品种层晶粒为无定形网络结构,且生长杂乱。400℃和450℃退火的晶粒的结晶取向性显著增强,形成了条纹状弯曲畴晶,有效减小纳米棒阵列同衬底间的晶格失配,提高ZnO纳米棒的纵向有序度,使其垂直于基底生长。　　 (2)化学水浴沉积法得到的ZnO纳米棒阵列为六角纤锌矿结构。(002)晶面的衍射峰为最强峰,表明纳米棒沿c轴择优生长。当热处理温度升高,生长时间延长,生长液浓度增加,所得到的纳米棒阵列取向由杂乱趋向于有序,直径逐渐增大。　　 (3)直流磁控溅射制备得到的ZnO-TiO2复合纳米棒阵列,存在金红石结构的TiO2衍射峰。随着氧氩比减小,氧分压降低有利于金红石结构TiO2的生成。当氧氩比为1:1时,沉积速率降低,形成表面包覆TiO2的ZnO纳米棒阵列。当氧氩比为1:3时,TiO2在ZnO纳米棒的侧表面形核生长,最终得到长约100 nm的簇状枝晶,填充了ZnO纳米棒之间的空隙。得到具有枝状TiO2结构的复合纳米棒阵列。　　 (4)ZnO纳米棒阵列上沉积TiO2受到气固生长模式的影响。第一阶段TiO2的晶粒在ZnO纳米棒表面形核。第二阶段TiO2籽晶沿着[110]方向生长。随着沉积过程的继续,Ti4+针和O2-在低指数面上不断堆积,最终形成枝状生长的金红石TiO2结构。