半導體氧化物納米結構的合成、光學及場發射性能研究.pdf

1、在本文中，我們對ZnO、SnO<,2>、α-Fe<,2>O<,3>等三種氧化物納米結構的制備、光學和場發射性能進行了研究，主要內容和創新點如下： 1、通過用碳熱還原法在不同條件下制備了四種不同形貌的分等級ZnO納米結構：納米魷魚、放射狀的納米線陣列、納米梳子和納米花。并對源溫、氣流等實驗條件與形貌之間的關系進行了定性分析，研究了其中納米魷魚的Raman譜和室溫光致發光(PL)，發現這種納米結構缺陷極少。其次對這些分等級納米結構進

2、行了場發射性能測試，結構表明這些納米結構特別是放射狀的納米線陣列具有高發射電流密度、低開啟電場和域值電場。此外，通過改變實驗參數還合成了納米雙面梳子、納米環等其他納米結構。 2、我們在550℃的條件下用單質直接氧化法在硅襯底上合成了形貌奇特的ZnO微塔，并詳細討論了它的二維生長機制，在沿著載氣下流方向，我們還得到了一系列釘狀結構，表明通過調整襯底與源之間的距離可以控制結構的形貌，這些結構的光致發光譜顯示了兩個峰位，一個是以388

3、 nm為中心的紫外發射峰，另一個是500nm左右的比較寬的綠光發射峰。場發射測試表明ZnO微塔具有非常出色的場發射性能，它的開啟電場和域值電場分別達到了1.8V/μm和4.8 V/μm，這說明在將來很有希望使用這種ZnO結構來做場發射微電子器件中的陰極材料。此外，通過改變源溫，我們還合成了其他有趣的如蘑菇狀、管狀、酒瓶狀等ZnO結構。 3、通過自催化VLS的方法，我們首次成功制備了由SnO<,2>微線和納米線組成的新穎的柳枝狀分

4、等級納米結構。光致發光測試觀察到了位于572和604nm<'-1>的兩個發光峰。這種合成的SnO<,2>納米結構可能會成為一種制備納米級功能性智能器件的理想結構，如納米光電子器件、化學和生物傳感器等。此外，通過調節實驗參數，我們還成功合成了其他SnO<,2>納米結構，例如：納米線、納米帶、納米花等。 4、通過高溫熱氧化鐵鎳合金網格的方法成功制備了α-Fe<,2>O<,3>納米線，首次調查了氫等離子體處理對于α-Fe<,2>O<,