半導(dǎo)體氧化物納米結(jié)構(gòu)的合成、光學(xué)及場發(fā)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(jié)構(gòu)的制備、光學(xué)和場發(fā)射性能進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)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(jié)構(gòu)：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(shí)驗(yàn)條件與形貌之間的關(guān)系進(jìn)行了定性分析，研究了其中納米魷魚的Raman譜和室溫光致發(fā)光(PL)，發(fā)現(xiàn)這種納米結(jié)構(gòu)缺陷極少。其次對這些分等級納米結(jié)構(gòu)進(jìn)

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

3、 nm為中心的紫外發(fā)射峰，另一個(gè)是500nm左右的比較寬的綠光發(fā)射峰。場發(fā)射測試表明ZnO微塔具有非常出色的場發(fā)射性能，它的開啟電場和域值電場分別達(dá)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(jié)構(gòu)來做場發(fā)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(jié)構(gòu)。 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(jié)構(gòu)。光致發(fā)光測試觀察到了位于572和604nm<'-1>的兩個(gè)發(fā)光峰。這種合成的SnO<,2>納米結(jié)構(gòu)可能會(huì)成為一種制備納米級功能性智能器件的理想結(jié)構(gòu)，如納米光電子器件、化學(xué)和生物傳感器等。此外，通過調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，我們還成功合成了其他SnO<,2>納米結(jié)構(gòu)，例如：納米線、納米帶、納米花等。 4、通過高溫?zé)嵫趸F鎳合金網(wǎng)格的方法成功制備了α-Fe<,2>O<,3>納米線，首次調(diào)查了氫等離子體處理對于α-Fe<,2>O<,