贵金属纳米颗粒对单根ZnO纳米带光电性质的影响

摘要

在众多半导体中，氧化锌(ZnO)因其独特的理化性质，成为数十年间研究的热点。相较于纯ZnO，金属/ZnO复合纳米材料可以表现出更好的导电性能、更高的发光效率和稳定性。因此，制备和应用金属/ZnO复合纳米材料成为近段时期的热点之一。
　　本文利用化学气相沉积法制备ZnO纳米带，通过扫描电子显微镜表征样品形貌。利用微栅模板法制作了单根ZnO纳米带微电极器件，用Au、Pt纳米颗粒对ZnO纳米带及其微电极器件进行修饰。
　　分别在单根ZnO纳米带、Au/ZnO和Pt/ZnO复合纳米带上的不同位置进行光致发光原位测试实验，以此研究表面等离子体与缺陷态密度对ZnO纳米带近带边发射的增强的影响。结果表明，溅射Au、Pt纳米颗粒使ZnO纳米带近带边发射得到极大的增强，缺陷发射几乎淬灭。证实不同的纳米带以及同一纳米带上不同点的缺陷态密度不同，缺陷态密度越大，其近带边发射的增强率就越大。其中Pt纳米颗粒对单根ZnO纳米带光致发光性质的影响还未见报道。光致发光的原位测试方法适用于逐点研究金属表面等离子体共振对半导体带边发射的增强效应，有助于研发高效率固态光发射器。
　　利用半导体参数测量仪测得器件在紫外光辐照和暗环境下的I-V特性曲线，研究了影响单根ZnO纳米带光电流和暗电流的因素。结果表明，Au纳米颗粒对光电流与暗电流的影响不同：光电流随Au纳米颗粒的增多呈现先增大减小的变化趋势，而暗电流随Au纳米颗粒的增多呈现持续增大的变化趋势，讨论了可能的机理。

目录

封面

目录

中文摘要

英文摘要

第1章 绪论

1.1纳米材料简介

1.1.1 纳米材料与纳米技术

1.1.2 ZnO纳米材料及其应用

1.2表面等离子体及其研究现状

1.2.1 表面等离子体简介

1.2.2 金属表面等离子体与ZnO发光的研究现状

1.3本文的研究内容及意义

第2章 样品的制备、表征及微电极的制备

2.1 纳米材料的制备方法

2.1.1 分子束外延法(MBE)

2.1.2 水热合成法

2.1.3 模板合成法

2.1.4 化学气相沉积法

2.2 纳米材料的表征手段

2.2.1 扫描电子显微镜和透射电子显微镜

2.2.2 光致发光谱

2.3 微电极的制备

2.3.1 电极制备的理论依据

2.3.2 光刻法

2.3.3 原子力显微镜技术

2.3.4 微栅模板法

2.4 本章小结

第3章 贵金属纳米颗粒对单根ZnO纳米带光电性质影响的研究

3.1 ZnO纳米带的制备

3.2 ZnO纳米带的表征

3.3 制备单根ZnO纳米带微电极器件

3.4 贵金属纳米颗粒对单根ZnO纳米带发光性质的影响

3.5 Au纳米颗粒对单根ZnO纳米带伏安特性的影响

3.6 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

声明

致谢