半導體氧化銦、氧化鋅納米結構的合成及性能研究.pdf

1、在本文中,我們對In203和ZnO納米材料的形貌結構的控制合成及其在場發(fā)射等方面的性能進行了探索。采用化學氣相沉積的方法合成了多種的In203納米結構。并以自支撐的碳納米管膜為襯底用化學氣相沉積的方法制備了氧化鋅納米結構。用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、拉曼光譜、熒光光譜等手段對這些納米材料的形貌和結構進行了表征。在此基礎上,進一步研究分析了In203和ZnO納米材料的場發(fā)射性能以及光學性能。主要內容及創(chuàng)新點如下:

2、　　 1.通過控制反應條件,如是否加入金催化劑、反應時間、襯底類型、反應溫度等,我們在較低溫度及常壓下制備了多種形貌的In203納米結構,其中包括納米棒、納米六面體、納米線等結構。通過一系列的實驗,我們研究了合成條件的改變對產(chǎn)物形貌的影響,進而詳細探討了In203納米結構的形成機理和生長特性。通過對比性實驗,對制備的In203納米結構進行了場發(fā)射性能測試,結果表明具有四方截面結構的納米棒由于其具有90度的尖角因而具有更出色的場發(fā)射性能

3、。此外,我們還研究了In203四方截面結構的納米棒室溫光致發(fā)光性能,結果發(fā)現(xiàn)由于其存在空位缺陷而使其在541和623nm處存在著發(fā)射峰。
　　 2.用過濾的方法制備出自支撐的碳納米管薄膜。該薄膜的制備方法簡單易行,且有著自身的優(yōu)點。首先,由于用過濾的方法制備薄膜,所以薄膜的尺寸僅僅由濾膜的尺寸決定,即薄膜的尺寸在很大的范圍內是可控的。其次,相比于硅片、藍寶石,GaN等剛性襯底而言,柔性的自支撐碳納米管薄膜襯底易被轉移、剪裁,因而

4、具有更大的靈活性,為半導體器件的發(fā)展提供了一種理想的材料。
　　 3.以自支撐的碳納米管薄膜為襯底,用化學氣相沉積的方法制備了ZnO納米顆粒和納米針狀結構。實驗結果表明由于該結構中碳納米管和氧化鋅納米結構結合在一起,從而相比較單獨的碳納米管或者氧化鋅結構而言有著更好的場發(fā)射性能,既具有較低的開啟電壓、閾值電壓及較高的場增強因子。通過對比性實驗,對制備的氧化鋅和碳納米管的復合結構進行了葡萄糖傳感器性能的探究,結果發(fā)現(xiàn)在加入氧化鋅納