SnO2(ZnO：Sn)m超晶格納米線的制備與表征.pdf

1、一維半導(dǎo)體超晶格納米材料具有納米尺度下的異質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出獨特量子尺寸效應(yīng)，擁有良好光電性能，在未來新型納米光電器件中有著潛在的廣泛應(yīng)用。近幾年，新型超晶格納米材料的設(shè)計、制備以及物性表征逐漸成為研究熱點。本論文以新型SnO2(ZnO∶Sn)m超晶格材料體系為研究對象，著眼于高純SnO2(ZnO∶Sn)m超晶格納米線的合成及物性表征，以化學(xué)氣相合成方法為制備手段，輔以第一性原理計算，開展以下幾個方面的研究:
　　(1)基于密度泛

2、函理論的第一性原理，分別研究單晶ZnO、5％-Sn摻雜ZnO以及SnO2(ZnO∶Sn)6超晶格的晶體、能帶結(jié)構(gòu)以及電子態(tài)密度等性質(zhì)。取得如下的計算結(jié)果:單晶ZnO以及5％-Sn摻雜ZnO均為直接帶隙半導(dǎo)體，其帶隙大小分別為0.74eV和0.30eV; SnO2(ZnO∶Sn)6超晶格結(jié)構(gòu)由于電子不平衡導(dǎo)致其具有金屬性質(zhì)。
　　(2)在傳統(tǒng)化學(xué)氣相合成法基礎(chǔ)上，改進生長工藝，創(chuàng)造性地采用分步蒸發(fā)ZnO和SnO2粉末的方法制備超晶格

3、材料，制備出ZnO/SnO2(ZnO∶Sn)m異質(zhì)結(jié)納米線，并首次實現(xiàn)長度達到幾十微米的高純SnO2(ZnO∶Sn)m超晶格納米線制備。
　　(3)利用多種先進分析技術(shù)對SnO2(ZnO∶Sn)m超晶格納米線復(fù)雜結(jié)構(gòu)和物性進行精細表征。通過掃描/透射電子顯微鏡觀察到SnO2(ZnO∶Sn)m超晶格結(jié)構(gòu)中Sn-O層、Sn/Zn-O層塊內(nèi)調(diào)制結(jié)構(gòu)以及Sn-O層兩側(cè)ZnO晶疇極性的反轉(zhuǎn);通過拉曼測試首次發(fā)現(xiàn)SnO2(ZnO∶Sn)m超晶