线状Ni丝衬底ZnO纳米线异质结的3D紫外探测和光电性能研究

摘要

紫外光探测和压电性能研究一直是ZnO一维纳米结构在光、电领域研究的重点课题。本文以基于线状金属丝衬底的pn结为出发点，分别进行了基于线状Ni丝上的p-NiO/n-ZnO纳米线异质结的制备、形貌分析、光电性能和压电性能测试和研究等工作。其主要结果如下：
　　（1）利用简单快捷的化学气相沉积法在镀金的Ni/NiO丝上成功制备了长约5μm，直径在30nm左右的ZnO纳米线；在-5V-5V范围内，Pt丝和ZnO的接触为欧姆接触，不会对本实验所测结果的分析造成影响。ZnO纳米线的吸收曲线表明用365nm的紫外光照射器件会得到较强的光电响应，最后分析了ZnO纳米线的生长机理。
　　（2）该结构的PL谱在380nm附近有较强的近带边发射（NBE）峰，而在520nm附近的深能级（DLE）峰的强度则可忽略不计，其结果表明该ZnO纳米线有着比较高的结晶度和较少的缺陷。对p-NiO/n-ZnO纳米线异质结的紫外探测性能研究表明，在1 V偏压下，该器件对高压汞灯发射的365nm紫外光有明显的光电相应，相应时间和恢复时间分别为7.5s和8.6s。改变偏压大小以及转动该线状结构的角度后，其紫外光相应特性依旧保持稳定，表明该器件能够进行3D光探测。
　　（3）通过自制探测台对该器件的压电性能进行了研究，结果表明随着压缩形变的增加光响应电流的强度也随之提高，并从能带变化的角度出发对光电流增强的现象进行了解释。

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1 绪论

1.1 ZnO纳米材料的特性

1.1.1纳米材料特性简介

1.1.2 ZnO的基本机构和物理性质

1.2 ZnO一维纳米结构的应用和发展现状

1.3 ZnO异质结的特性及应用

1.4 本工作研究目的、意义和主要内容

2 线状p-NiO/n-ZnO NWs 异质结器件的制备

2.1 实验所需仪器设备及反应原料

2.2 NiO/ZnO异质结的制备

2.3 样品的形貌分析

2.4 一维ZnO纳米线生长机理探讨

2.5 本章小结

3 线状p-NiO/n-ZnO NWs异质结器件的光电性能研究

3.1 线状p-NiO/n-ZnO NWs异质结器件的光电性能研究

3.2 对线状p-NiO/n-ZnO NWs异质结器件影响的研究

3.3 本章小结

4 总结与展望

4.1 全文总结

4.2 展望

致谢

参考文献

附录Ⅰ 硕士研究生期间完成论文情况