真空热蒸发输运法制备zno纳米结构

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1、硕士学位论文真空热蒸发输运法制备Zno纳米结构PreparationofZnOnanostructuresbyvacuumthermalevaporatingtransportationmethod学21102076完成日期：2014-05—05大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经

2、发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：真主燕．喜乏硫西丑射奇厶口烈美碧扮作者签名：丝!至尘日期：鲨!土年—L月—生日大连理工大学硕士学位论文摘要氧化锌(ZnO)作为典型的直接带隙宽禁带半导体材料，其较大的激子束缚能，使得ZnO成为继氮化镓(GaN)后在光电子、光通讯、传感器等领域具有广阔应用前景的一种非常重要的新型半导体材料，尤其在可见光发光二

3、极管、半导体激光器以及半导体紫外探测器等方面将发挥重要作用，并在军工领域有着潜在的应用价值。因此，ZnO一直成为众多科研人员青睐的研究对象。本文采用真空蒸发输运法制备了高质量ZnO纳米线阵列及不同形态的ZnO纳米结构，利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、等表征手段对制备的ZnO纳米结构进行了相关测试与分析。本文主要内容如下：一、在前两章里，主要介绍：(1)氧化锌的基本性质，如电学特性、压电特性、气敏特性等；(2)氧化锌的应用及发展前景，如半导体可见光发光二极管、半导体激光器以及

4、半导体场效应晶体管等；(3)氧化锌的生长机理，包括V～S生长机理与v—L—S生长机理等两种主要机理；(4)氧化锌的制备方法及表征手段，如常见制备方法中的化学气相沉积法、热蒸发法、磁控溅射法，常用表征手段中的光致荧光光谱(PL)和扫描电子显微镜等。二、在后两章中，介绍本论文的主要工作，包括实验过程和结果与分析。在实验中，制备ZnO纳米结构的方法采用的是较简单的真空蒸发输运法，使用高纯ZnO粉末作为热蒸发的源材料，通过控制炉内的压强、温度、衬底位置等条件，制备出了高质量的ZnO纳米线阵列，同时也生长

5、出了不同尺度、不同形貌的ZnO纳米结构。通过SEM和XRD等表征手段对生长的ZnO纳米结构进行了相关的表征分析。通过表征分析发现，生长温度较低时，纳米结构纵向生长速率较慢，横向尺寸较大，方向性较好；随着生长温度的升高，纳米结构纵向生长速率增加，横向尺寸相对变小，方向性变差；使用催化剂可以改善纳米线取向的一致性，通过比较可知，长籽晶对纳米结构取向性的改善效果不如Au催化的明显。这些工作对采用真空热蒸发输运法可控性制备各种ZnO纳米结构有一定的参考价值，也为后续制作基于ZnO纳米结构的半导体器件奠定

6、了良好的基础。关键词：氧化锌；纳米结构；催化剂；真空热蒸发输运真空热蒸发输运法制备ZnO纳米结构AbstractZnOISawidedirectbandgapII～VIsemiconductor．TherehasbeengreatinterestinZnOmaterialduetoitsprospectsinoptoelectronicsapplications，especiallyinlight—emittingdiodes，laserdiodesandultravioletdetector．

7、Therefore，ZnOhaveattractedmuchattentionofmanyresearchers．Inthispaper，highqualityZnOnanowirearraysanddifferentZnOnanostructuresweresuccessfullyfabricatedbyvacuumevaporatingtransportationmethod．Themorphology，structureandopticalcharacteristicsofas—grown

8、ZnOproductswereinvestigatedbyscan-ningelectronmicroscopy(SEM)，X-raydiffraction(XRD)，andphotoluminescence(PL)analytictechnology，respectively．ThesummaryofthisthesisiSlistedasfollows：1．Intheprevioustwochapters，Imainlyintroduce：(1)thebasicpropertiesofzin