氧化锌准一维纳米材料的生长、结构、物性与应用研究

来源 :中国科学院物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yue09898
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氧化锌是一种重要的宽禁带半导体材料,它在紫外光电子学器件,气体传感器应用等方面有着独特的优势。在纳米尺寸下,氧化锌表现出特殊的物理、化学等性能,因而,引起了人们的广泛关注。   本论文采用化学气相沉积工艺,通过热蒸发锌粉,在富锌条件下生长了氧化锌四角结构和细小纳米线顶端三角架结构。它们的尺寸分别为~200 nm与20~50 nm。场发射扫描电子显微镜,透射电子显微镜,X射线衍射研究发现它们属于纤锌矿结构,组成该种结构的四条腿沿着<0001>方向生长,具有接近正四面体的对称性,它们之间通过孪晶面相连接。研究还发现,孪晶面呈菱形。按照正四面体对称性的理想模型分析该孪晶面应为{3038},高分辨透射电子显微镜分析结果为{1013},这种差别可能是由于生长过程中的应力或者高能面向低能面迟豫的结果。利用八重孪晶解释了该种结构在富锌条件下的生长过程。研究了这些纳米结构的光吸收、拉曼散射与光致发光行为,并且通过近场光学显微镜观察了四角结构的发光和光波导行为。   采用热蒸发锌粉的化学气相沉积工艺,生长了氧化锌纳米线阵列。利用动力学理论,研究了氧化锌纳米线阵列的生长过程,提出了纳米线阵列由薄膜生长向一维纳米材料生长过程的转变机制。接着,研究了这种纳米线阵列的光致发光和场发射行为。光致发光研究表明氧空位引起的蓝绿发光起主要作用,场发射研究发现它的开启电压约为5.3 V/μm。   采用热蒸发锌粉的化学气相沉积工艺,生长了氧化锌纳米线珠链结构。它们是一种纤锌矿单晶结构,由不同直径的氧化锌沿着<0001>方向交替生长而成。基于量子尺寸限域效应分析了纳米线珠链的能带结构,并且研究了它们的光致发光和拉曼散射行为。结果显示它们是一种周期性势阱结构,并且表现出明显的A1(TO)与E1(TO)拉曼模式增强行为。   采用电子束曝光工艺在单根氧化锌纳米线、四角结构上沉积金属电极,研究了它们的电输运性能。并把四角结构做成多端器件,研究了它们在不同光波段下的光电导行为和在氧气氛下的气体传感行为。研究发现氧化锌四角结构器件对波长较短的紫外部分敏感,并且对氧气敏感。这种多端器件由于可以同时对同一个外界信号进行多个响应,在对响应信号真伪的甄别方面具有独特优势。
其他文献
材料的检测与评价对于控制和改进生产过程中的产品质量、保证零件和产品的可靠性以及提高生产效率等都起着关键性作用。各种测试技术及有关材料科学、物理科学和电子学的发展
本论文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法系统研究了团簇的一些奇异特性.探讨了带电对团簇稳定性的影响、O与团簇和表面的相互作用的微观过程与氧化机理.第一章中简
本论文研究生态系统的噪声和时间延迟效应。首先对生态系统的研究意义,生态系统的研究现状以及噪声和时间延迟作用下生态系统的研究方法做了全面的综述。其次,系统深入地研究了
二维平板光子晶体是未来小型化光子集成的重要平台,近年来,随着微加工技术的日益成熟,受到人们越来越多的关注。二维平板光子晶体具有平面内的光子带隙,通过引入人工的缺陷态,可以
Ⅲ-族氮化物半导体是制备蓝光到紫外光波段发光二极管和激光二极管的最主要材料。虽然此类光电器件已经被成功研制并得到商业化应用,诸如发光机制等许多内在物理机制和图象仍
细胞凋亡是机体生命活动中重要的细胞学事件,在许多疾病的治疗中起着关键性作用。光动力学疗法(PDT)是一种治疗癌症的新技术,凋亡是PDT作用引起的主要死亡方式,但PDT诱导的细胞
激光的用途越来越广,而其安全性也被广泛关注。人眼的特殊结构决定了人眼安全波段为波长1.4~2 μm。该波段激光在辐射人眼时,大部分被晶状体所吸收,只有少部分到达视网膜,对人眼危
本论文的研究工作是利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法,通过第一性原理计算从理论上研究分子器件和磁性隧道结的量子输运问题。   根据散射态理论编写了介观系统的散
激光冷却俘获原子的实现使原子分子物理的研究焕发无限生机,尤其是近几年在超冷原子分子物理的研究中形成了若干有重要意义的新方向,如超冷极性分子。永久电偶极矩、易受外场操
近年来,越来越多的研究者开始关注纳米材料,由于纳米材料具有独特的物理和化学性质,在催化、滤光、医药和磁存储介质等方面表现出了广阔的应用前景。随着研究工作的不断进行,