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ZnO具备优良的电、光性能,广泛应用于光电、传感器件等领域。ZnO材料的形貌结构对其性能有重要影响,通过不同方法制备和调控各种ZnO纳米结构成为研究热点。电沉积法作为传统的材料制备方法,根据沉积机理不同,又分为电泳沉积法和电化学沉积法,都可用于制备不同形貌的ZnO薄膜。ZnO中存在大量缺陷,通过元素掺杂可以优化其性能。本论文首先采用电泳沉积法制备了ZnO薄膜,研究不同沉积条件对薄膜形貌的影响;然后用同样方法制备了Cu掺杂的ZnO薄膜,研究其阻变性能,并对其阻变机制进行探讨。最后,采用电化学沉积法分别在不同衬底上制备了一维ZnO纳米线和二维ZnO纳米薄膜,分析电沉积条件和反应物浓度对形貌的影响,探讨两种不同ZnO纳米结构的生长机理。本论文主要研究内容如下:(1)ZnO薄膜的电泳沉积法制备工艺研究。首先分析了胶体中NaOH浓度和胶体的熟化时间、沉积电压和沉积时间对所得薄膜显微形貌的影响,结果表明:当NaOH浓度为1.25×10-2mol/L、胶体熟化25天后,在300V电压下沉积10min可以得到均匀、细晶、致密的纳米晶薄膜。随后,研究了在胶体溶液中加入0.1mol/L的硝酸锌溶液对前驱体颗粒和薄膜形貌的影响,并分析其可能的形成机理。硝酸锌做为粘合剂和辅助电解质,使前驱体颗粒成长为平均粒径≈1.5μm、厚度≈30nm的纳米片。通过提高电流密度可以调控薄膜的形貌,实现纳米片由平铺到垂直于衬底构成网状结构的变化。高温热处理进一步加强了薄膜的多孔结构。(2)Cu2+掺杂ZnO薄膜的阻变特性研究。采用电泳沉积法制备Cu2+掺杂的ZnO薄膜,分析不同浓度Cu2+掺杂对薄膜的微观结构和光致发光谱的影响;同时测量了Cu2+掺杂ZnO薄膜的电流-电压曲线,分析其阻变特性,探究阻变特性的微观形成机理。PL谱表明Cu掺杂在禁带中引入深受主能级,降低氧空位浓度,导致ZnO薄膜的紫外发光、蓝光发光和绿光发光峰强度降低。所得薄膜器件的开关比Roff/Ron最高达到105,其低阻态(LRS)和高阻态(HRS)的阻变机理分别符合欧姆定律和空间电荷限制传导理论。器件经100次循环测试后开关比无明显变化,呈现出较为良好的抗疲劳特性。Cu掺杂对LRS影响不大,但显著改善了HRS的分散性以及转换电压VSET的分散性。当Cu掺杂量x=0.04时,器件表现出良好的综合性能:Roff≈106Ω,Roff/Ron≈104,VSET介于+0.4+3.03V之间。(3)ZnO纳米结构的电化学沉积法制备及表征。采用电化学沉积法分别制备了一维ZnO纳米线和二维ZnO纳米薄膜,分析不同沉积参数对形貌的影响,同时根据样品的表征尝试对不同形貌的生长机理进行探讨。一维ZnO纳米线是以多孔阳极氧化铝(AAO)膜为模板制备的,沉积电流密度适中才能实现纳米线在模板孔洞中的连续生长。同时以硝酸锌/KCl为电解液可获得二维ZnO纳米片状结构,Cl-吸附延缓ZnO晶体在(0001)面的生长,导致片状纳米结构的产生。通过调整硝酸锌和KCl的浓度可以在一定程度上调控ZnO二维纳米结构的形貌。