ZnOZnS核壳纳米线阵列合成及其光探测性能研究.pdf

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1、ZnO/ZnS核壳纳米线阵列合成及其光探测性能研究StudiesonthesynthesisandopticalpropertiesofZnO/ZnScore-shellnanowirearrays仇凌燕大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书

2、而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人芫全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：日期：年4月日大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保留、使用学位论文的规定，gp:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成杲时署名单位仍然为太连交通大学s学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档

3、，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：导师签名：日期：W厂年月d日日期：允/Jr年6月，入日分类号：TB43学校代号：10150UDC：密级：学号：20122007硕士学位论文ZnO/ZnS核壳纳米线阵列合成及其光探测性能研究Studiesonthesynthesis

4、andopticalpropertiesofZnO/ZnScore-shellnanowirearrays学生姓名：仇凌燕导师及职称：梁瑶副教授学科门类：工学专业名称：材料科学与工程研究方向：纳米材料合成及应用申请学位别：硕士论文答辩期：2015年6月日学位授予单位：大连交通大学摘要核壳纳米线通常具有单一成分纳米线不具备的特殊性质。ZnO与ZnS形成II型异质结构，这种结构有利于电子空穴分离，增强光生载流子的收集。与无序纳米线相比，纳米线阵列更易被制成各种器件，因此ZnO/ZnS核壳纳米线阵列在光探测领域具有巨大的应用潜

5、力。利用水热法，在ITO玻璃上生长垂直排列的ZnO纳米线阵列。通过控制乙酸锌溶液浓度、种晶处理温度、种晶处理次数、生长溶液浓度和循环生长次数控制ZnO纳米线阵列的形貌。单根ZnO纳米线是单晶的，具有纤锌矿结构，沿[002]方向生长。在325nm激光激发下，ZnO纳米线阵列发出强的370nm紫外光和很弱的580nm可见光，说明ZnO纳米线具有较高的结晶质量。在PET膜、Kapton膜、GaN衬底及AZO玻璃上都成功生长ZnO纳米线阵列。通过在前驱溶液中加入铝离子可以获得Al掺杂的ZnO纳米线阵列。通过离子交换反应，成功实现

6、把ZnO纳米线阵列转化为ZnO/ZnS核壳纳米线阵列。ZnO核保持单晶结构，ZnS壳层则是多晶结构。硫化溶液浓度增加、硫化时间变长及硫化温度提高都会促进硫化反应。硫化后的纳米线阵列，其PL谱中，370nm紫外光发射强度都明显减弱，可能是ZnO变少及获得II型异质结构所导致。利用PMMA包埋ZnO/ZnS核壳纳米线阵列，使其从衬底上分离。通过在剥离的纳米线阵列上涂覆两个Ag胶电极构建成可见盲紫外光探测器。在365nm紫外光照射下，探测器的电流变化达到4个数量级。开启365nm紫外光，1s后，通过探测器的电流变4为原来的10

7、倍。经过300s后，通过探测器的电流变为原来的10倍，而且随着时间的增加，光电流仍在持续缓慢增加。探测器对室光及强的635nm红光的响应都很弱。本论文研究成果有助于开发高敏感可见盲紫外光探测器。关键词：ZnO/ZnS；核壳结构；纳米线阵列；水热生长；光电性能IAbstractCore-shellnanowireshavemanyuniqueproperties.ZnO/ZnScore-shellnanowiresaretype-IIheterostructures，whichisbeneficialtoseparatin

8、gelectronsandholesinthenanowiresandincreasingthecarriercollection.Comparedtorandomnanowires，nanowirearrayscanbeeasilyassembledtovariousdevices.Thus，ZnO/ZnScore