ZnO纳米棒阵列结构薄膜的制备、表征及性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 孔纹 |
| 学位类别 | 理学硕士 |
| 答辩日期 | 2012-05-29 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 贾均红 |
| 关键词 | ZnO 纳米棒阵列 化学浴沉积 CdS敏化 光电性能 ZnO nanorod arrays chemical bath deposition CdS sensitized Photoelectrical properties |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 无机纳米半导体材料作为一类宽禁带、高激子结合能半导体而广泛应用于短波激光器、染料敏化太阳能电池等光电器件中，具有广阔的应用前景。在众多氧化物中， ZnO因其自身的晶格结构特点成为一种晶粒形态丰富的半导体材料而备受关注。本论文采用化学浴沉积法制备了 ZnO 纳米棒阵列结构复合薄膜，通过系列结构、性能和形貌表征，考察了单层及多层 ZnO 纳米棒晶薄膜及其 CdS 量子点敏化薄膜的制备工艺和光电性能，探讨了复合薄膜的生长机理。 (1) 用化学浴沉积法制备一维 ZnO 纳米棒阵列，考察了 ZnO 种子层制备工艺、退火温度和反应浓度对 ZnO 纳米棒阵列的结构、晶粒尺寸、晶粒取向等的影响，并探讨了纳米棒的生长机理。结果表明，采用磁控溅射 ZnO 种子层，在其表面生长的 ZnO 纳米棒阵列具有取向性好、粒径均一特点；随退火温度和反应液浓度升高，ZnO 纳米棒粒径增大、取向性更好；反应液浓度存在最佳值。FE-SEM 表征说明，纳米棒垂直于基底生长、呈六方柱状，直径约为 100nm，棒长达到1μm；XRD 分析表明ZnO纳米棒为典型的纤维锌矿结构，具有沿 c轴垂直衬底的择优取向性，与 ZnO种子层晶体的取向一致；由紫外-吸收光谱看出，制备的ZnO纳米棒阵列在 370nm 处有较强的紫外吸收峰；由 PL光谱分析得到，在350nm 波长的光激发下，薄膜出现较弱可见光发光峰和较强紫外发光峰(中心波长为380nm)，体现出较高质量的 ZnO纳米棒阵列薄膜。 (2) 在一维 ZnO 纳米棒阵列表面利用自组装薄膜诱导沉积多层 ZnO 纳米棒阵列，此制备过程包括了自组装与化学浴沉积两个阶段。考察了不同反应液浓度对多层ZnO纳米棒阵列结构和光电性能的影响，并探讨多层 ZnO 纳米棒阵列的生长机理。结果表明，随 ZnO 纳米棒阵列层数增加，薄膜比表面积增大，光电流随之增大。 (3) 利用层层离子吸附沉积法制备 CdS 量子点敏化 ZnO 纳米棒阵列的结构复合薄膜，采用三电极体系测试其光电性能。结果表明，相比 ZnO 纳米棒薄膜电极，复合结构的 ZnO 纳米棒阵列薄膜的光电性能显著提高，随着 CdS 量子点沉积层数增加，复合结构薄膜的光电流增强。 |
| 公开日期 | 2013-04-01 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/2794]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孔纹. ZnO纳米棒阵列结构薄膜的制备、表征及性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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