ZnO纳米棒阵列的制备及光学性质研究

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摘要：氧化锌(ZnO)是一种II-VI族直接带隙、宽禁带化合物半导体材料，具有优良的光电性质。室温下，ZnO具有高的激子束缚能(60 meV)，N型导电性易通过施主元素掺杂实现。此外ZnO一维纳米结构的制备方法比较简单，尤其是在量子尺寸效应下，具有更加优良的光电特性，因此，近年来ZnO及ZnO基材料得到广大科研工作者的重视，被应用于各种光电器件的研究当中。目前制备ZnO纳米棒阵列的制备方法主要有热蒸发法、化学气相沉积法、分子束外延法、磁控溅射法以及化学水浴法等方法。本文采用了化学气相沉积法进行ZnO纳米棒阵列的制备，并利用荧光光谱仪对其光学性质进行了研究。42252

毕业论文关键词：ZnO纳米棒阵列；化学气相沉积法；光学性质

Preparation And Optical Properties of ZnO Nanorods Array

Abstract: Zinc oxide (ZnO) is a kind of II-VI compound semiconductor material withwide direct band gapand has excellent photoelectric properties. At room temperature, ZnO has a high exciton binding energy of 60 meV. One-dimensional ZnO nanostructures can be fabricated by simple preparation method. Under the quantum size effect, one-dimensional ZnO nanostructures with more excellent photoelectric propertiesiIn recent years, ZnO based material is widely used in all sorts of photoelectric devices. The preparation method for ZnO nanorods array mainly include the thermal evaporation method, the chemical vapor deposition, the molecular beam epitaxy, the magnetron sputtering and the chemical water bath method. In this paper, by using the chemical vapor deposition method, the ZnO nanorods arrays was fabricated, and the optical properties of as synthesized products was studied by using fluorescence spectrometer .

Key Words: ZnO nanorod array; chemical vapor deposition method; optical properties

摘要 1

引言 1

1.ZnO材料的结构和光学性质 3

1.1ZnO的晶体结构 3

1.2ZnO的能带结构 3

1.3ZnO的光学性质 4

2.ZnO纳米结构的制备方法 5

2.1气相法 6

2.2液相法 6

3.ZnO纳米棒的制备 7

4.ZnO纳米棒的表征及光学性质 8

4.1扫描电镜图（SEM） 8

4.2透射电镜图（TEM） 8

4.3x射线衍射图谱（XRD） 9

4.4光致发光谱（PL） 9

5.结束语 10

参考文献 10

致谢 12

ZnO纳米棒阵列的制备及光学性质研究

引言

世界范围内，煤、石油、天然气等常规能源都是有限的，且正日益走向枯竭，此外，使用这些能源时所带来的温室效应、臭氧层破坏、酸雨等一系列环境污染问题，正威胁着人类的生存环境。因此，从长远发展来看，寻求可再生、无污染的新能源是人类未来生存和发展的必须。随着科技进步和人们环保意识的增强，推广太阳能光伏发电技术的步伐不断加快，主要原因是光伏发电技术不使用燃料，不排放温室气体，是真正的绿色环保可再生能源。图1为世界能源可使用时间图，从图中可以看出，太阳能将成为可再生能源之中的首选，在未来的能源供应中占据主导地位。