一维ZnO和ZnS纳米材料制备与光学、电学性质及ZnO纳米线原型器件

来源 :北京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangchong122
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
近年来一维ZnO和ZnS纳米材料成为国际上纳米科技领域的研究热点。本论文较系统的研究了一维ZnO和ZnS纳米材料的制备、表征、掺杂与相应的光学、电学性质,以及制成了ZnO纳米线场效应晶体管和电致发光原型器件。主要内容包括:合成了一维ZnO、ZnS纳米材料,并进行结构表征;对ZnO、ZnS纳米材料的光致发光性质进行了系统研究,并对ZnS纳米材料进行了发光中心杂质掺杂,研究了相应的光致发光性质;通过制备单根ZnO纳米线(带)场效应晶体管,对材料进行电学性质表征;提出了一种新型结构的ZnO纳米线场效应晶体管,得到了有良好器件参数的增强型和耗尽型场效应晶体管;研制成功单根n-ZnO纳米线/P+-Si异质结,观测到ZnO纳米异质结的紫外电致发光。所取得的主要研究成果如下: 1、利用气相输运方法成功合成了多种一维ZnO纳米材料,结构分析表明它们为纤锌矿单晶结构。其中在无催化剂条件下,在InGaN,GaN及AlGaN衬底上用气相输运法生长ZnO纳米线阵列是首次报道。通过后面的电学性质表征,发现通过调整生长条件以及进行施主掺杂,可以分别制得载流子浓度为1017、1018-1019、1020cm-3的ZnO纳米线。 2、通过改变生长载气以及进行适当的Cu和Mn掺杂,制得了四种ZnS纳米带,他们的光致发光谱分别在蓝、绿、橙、红波段。即制得了光致发光峰在可见区可调的ZnS纳米带。 3、对合成的多种ZnO纳米线进行电学性质测量,从而得出载流子浓度,迁移率等半导体材料的重要参数。制得一种顶部带有Au接触的ZnO纳米线金属.绝缘体-半导体场效应晶体管,采用两种生长方法不同、电阻率不同的ZnO纳米线,分别制得了增强型和耗尽型的场效应晶体管,其中耗尽型场效应晶体管的开关比(106)是目前ZnO纳米线背门场效应晶体管的最高水平。 4、通过光刻、等离子干法刻蚀、纳米线组装等方法制备了单根n型ZnO纳米线/p+型Si异质结,研究了纳米线/硅异质结的电致发光特性。当加一定的正向偏压时,从异质结中观测到的电致发光谱与单根ZnO纳米线的光致发光谱相似,说明电致发光来源于电子、空穴(来自硅)在ZnO纳米线中的辐射复合。ZnO单根纳米线的紫外电致发光与Harvard大学研究小组同时首次报道。但是在我们的结果中,有更好的紫外带边发光。
其他文献
高分辨电子显微学是晶体结构,特别是缺陷晶体结构表征最有效的方法之一。然而,由于成像系统的像差和样品厚度的影响,高分辨像未必直接反映晶体结构。为了得到可靠的结构信息,往往
学位
学位
本工作用实验室加速器提供的质子束对国产空间GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池进行低能质子辐照效应研究。通过对辐照前后太阳电池样品的I-V特性、光谱响应和计算机SRIM2006程序模
随着激光二极管(LD)泵浦固态激光器的发展,探索新型的适合LD泵浦掺Cr3+的近红外可调谐激光晶体成为研究热点。本论文围绕这一热点研究了掺Cr3+离子的MAl(MoO4)2(M=K,Rb,Cs)及Sc2
纠缠是量子力学中最引人入胜的话题。随着量子通信和量子计算的发展,作为其核心,纠缠态的研究及制备越来越引起人们的关注。对纠缠态的不断深入研究也使人们对量子力学的的基
学位
海洋资源在军事、国防、经济等方面有着极为重要的地位。随着探测技术的不断发展,以布里渊散射为核心技术的激光雷达系统在海洋环境探测中显示出极大的优越性。 布里渊激光
本文利用Nd:YAG纳秒激光器与配有CCD探测器的四通道光纤光谱仪建立了一套可用于植物样品激光诱导击穿光谱(LIBS)测量的实验装置。基于该实验装置,论文着重开展了激光参数、探测
随着非线性光学和其他光学技术的发展,非线性光子晶体中的准相位匹配(QPM)光学频率变换成为一个重要的研究课题。为了更好地进行结构设计,避免实验制备的盲目性,本文利用数值模