ZnO纳米线阵列的定向生长、光致发光及场发射性能

采用光刻和脉冲准分子激光沉积技术在Si衬底上制备了图形化的ZnO种子层薄膜。分别采用气相输运和水热合成法,制备了最小单元为30μm的图形化的垂直定向生长的ZnO纳米线阵列。X射线衍射(XRD)分析显示ZnO纳米线阵列具有高度的c轴[001]择优取向生长特性。从扫描电子显微镜(SEM)照片看出,阵列图形完整清晰,边缘整齐。纳米线阵列室温下光致发光(PL)谱线中在380nm左右具有强烈的紫外发射峰,可见光区域发射峰得到了抑制,证明ZnO纳米线缺陷少,晶体质量高。场致电子发射测量表明,ZnO纳米线阵列开启电场和阈值电场分别为2.3,4.2V/μm,具有较好的场致电子发射性能。     

ZnO纳米线紫外探测器的制备和快速响应性能的研究

一维ZnO纳米结构由于具有比表面积大、室温下具有大激子结合能等特点而受到广泛关注. 但是如何实现纳米结构的器件一直是目前研究的一个挑战. 文章通过水热方法, 在玻璃衬底上实现了ZnO纳米线横向生长, 并制备出基于ZnO纳米线的金属-半导体-金属紫外探测器. 测量结果显示器件在365 nm处探测器的响应度达到5 A/W, 并且制备的探测器在空气中对紫外光照具有快速的响应, 其上升时间约4 s, 下降时间约5 s, 这与ZnO纳米线中的氧空位吸附和脱附水分子相关.     

ZnO薄膜的性质对水热生长ZnO纳米线阵列的影响

用水热法在ZnO薄膜上制备了直径、密度及取向可控的ZnO纳米线阵列。ZnO薄膜是通过原子层沉积(ALD)方法制备并在不同温度下退火处理得到的,退火温度对ZnO薄膜的晶粒尺寸、结晶质量和缺陷性质有很大的影响。而ZnO薄膜的性质对随后生长的ZnO纳米线的直径、密度及取向能起到调节控制的作用。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和光致发光(PL)测试对ZnO薄膜和ZnO纳米线进行了表征。最后得到的垂直取向的ZnO纳米线阵列适合在发光二极管和太阳能电池等领域使用。     

ZnO纳米线二极管发光器件制备及特性研究

运用液相法生长成ZnO纳米线薄膜,并利用肖特基型异质结的发光原理,构造成功肖特基型ZnO纳米线二极管发光器件.在大于6V直流电压驱动下,观察到近紫外波段392nm处和可见光波段525nm的发射谱带.从单向导电特性及ZnO纳米线材料的能带结构等方面探讨了该种器件的电致发光机理. 关键词： ZnO纳米线 肖特基二极管 电致发光     

ZnO/Ag/ZnO多层结构薄膜的光电性质

通过磁控溅射方法生长了不同银层厚度的ZnO/Ag/ZnO多层结构的薄膜,并对其形貌、光吸收谱、光致发光和光响应特性进行了比较研究.结果表明ZnO薄膜中银薄层的加入使得光致发光的强度增强.银层厚度为6 nm样品制成的器件在350 nm处的光响应度为0.06 A/W,相对于ZnO薄膜提高了一个数量级.而当银层厚度达到15 ...     

基于高阻ZnO薄膜的光电导型紫外探测器

本文通过射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积一层ZnO薄膜, 制备了Al-ZnO-Al 结构光电导型紫外探测器件, 并在室温下测试了所制备器件的暗场特性及其对紫外线的响应特性. 暗场条件下器件电流特性测试结果表明所制备的ZnO薄膜电阻率达到了3.71×10⁹ Ω · cm, 是一种高阻薄膜. 在波长365 nm, 光强303 μW/cm²的紫外线照射下, 薄膜的电阻率为7.20×10⁶ Ω · cm, 探测器明暗电流比达到了516. 40 V偏置电压条件下周期性开关紫外线照时, 探测器的上升和下降时间分别为199 ms和217 ms, 响应速度快且重复性好, 并利用ZnO半导体表面复合慢过程和体复合快过程对瞬态响应过程进行了理论拟合分析. 本文研究结果表明, 高阻ZnO薄膜紫外探测器具有良好的紫外光电响应特性.     

包埋Pt纳米粒子对金属-半导体-金属结构ZnO紫外光电探测器性能的影响

利用射频磁控溅射设备制备ZnO薄膜, 最终制备ZnO/Pt纳米粒子/ZnO 结构的金属-半导体-金属型紫外光电探测器. 研究了Pt纳米粒子处在ZnO薄膜层中的不同深度对金属-半导体-金属型紫外光电探测器响应性能的影响. 结果表明, 探测器的响应度随着Pt纳米粒子在ZnO薄膜层中所处深度的增大而升高. 在60 V偏压下, 包埋Pt最深的探测器在波长365 nm处取得响应度最大值1.4 A·W^-1, 包埋有Pt探测器的响应度最大值为无Pt 纳米粒子探测器响应度最大值的7倍. 结合对ZnO薄膜表面的表征及探测器各项性能的测试, 得出包埋Pt纳米粒子增强器件的响应性能可归因于表面等离子体增强散射.     

ZnO纳米线二极管发光器件制备及特性研究

运用液相法生长成ZnO纳米线薄膜，并利用肖特基型异质结的发光原理，构造成功肖特基型ZnO纳米线二极管发光器件.在大于6V直流电压驱动下，观察到近紫外波段392nm处和可见光波段525nm的发射谱带.从单向导电特性及ZnO纳米线材料的能带结构等方面探讨了该种器件的电致发光机理.     

Fe/ZnO (0001)体系界面相互作用中薄膜厚度效应的光电子能谱研究

利用同步辐射光电子能谱(SRPES)和X射线光电子能谱(XPS)技术,系统研究了室温下Fe/ZnO界面形成过程中Fe薄膜与氧结尾的ZnO(000 1 )衬底之间的相互作用,结果显示初始沉积的Fe明显被表面氧氧化为Fe²⁺离子,在Fe覆盖度为0—3 nm的范围内,分别观察到与界面电荷传输、化学反应以及薄膜磁性相关的三个有意义的临界厚度,这一结果将有助于基于Fe/ZnO界面的相关器件的设计和研发. 关键词： Fe/ZnO 界面作用 同步辐射光电子能谱 X射线光电子能谱     

异质结型CuO/ZnO复合纳米线的制备及光催化性能

在室温下,通过溶液法在Cu衬底上制备了CuO纳米线,然后采用溶剂热法在CuO纳米线表面生长ZnO纳米颗粒以构建CuO/ZnO复合纳米线异质结构.利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱分析了样品的形貌、结构和元素组成.结果显示CuO/ZnO复合纳米线由ZnO纳米颗粒和CuO纳米线组成.在模拟太阳光照射下,...     

一维纳米氧化锌自驱动紫外探测器的构建与性能研究

本文通过化学气相沉积法制备了ZnO纳米材料, 利用扫描电镜、光致发光谱、X衍射光谱及拉曼光谱等方法对制备的材料进行了表征. 基于制备的单根ZnO线分别构建了三种不同结构的紫外探测器件: Ag-ZnO-Ag肖特基型、PEDOT:PSS/n-ZnO结型和p-Si/n-ZnO结型紫外探测器, 并对器件的性能进行了研究. 结果表明: 三种不同结构的器件都表现出良好的整流特性, 对紫外线均有明显的光响应; 在零偏压下, 都有明显的自驱动特性. 三种器件中, p-Si/n-ZnO型紫外探测器性能最为优异: 在零偏压下, 暗电流约在1.2×10^-3 nA, 光电流在5.4 nA左右, 光暗电流比为4.5×10³, 上升和下降时间分别为0.7 s和1 s. 通过三类器件性能比较, 表明无机p-Si更适合与ZnO构建pn结型自驱动紫外探测器.     

Enhancing photoresponse time of low cost Pd/ZnO nanorods prepared by thermal evaporation techniques for UV detection

High quality undoped ZnO nanorods have been synthesized at 850 °C by vapor-solid (VS) technique without a catalyst through a low cost process on silicon substrates. Then, ZnO nanorods have been characterized by using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometer (XRD), and photoluminescence (PL) spectroscopy. Metal-semiconductor-metal (MSM) photodetectors with palladium (Pd) as contact electrodes have been successfully constructed for ultraviolet (UV) detection. Under dark and UV illumination, the load resistance of the Pd/ZnO junction was found to be 80.4 kΩ, and 23.5 kΩ referring to the maximum allowed bias voltage; the barrier height was estimated to be about 0.8 eV, and 0.76 eV, at 5 V applied bias voltage, respectively. It was found that the maximum responsivity of the Pd/ZnO MSM photodetector was 0.106 A/W at 300 nm which corresponds to a quantum efficiency of 43.8% at 5 V applied bias voltage. The transient photoresponse of the fabricated device is reported under different applied biases at 1 V, 3 V, and 5 V.     

Fast response ultraviolet photoconductive detectors based on Ga-doped ZnO films grown by radio-frequency magnetron sputtering

A metal-semiconductor-metal photoconductive detector was fabricated on c-axis preferred oriented Ga-doped ZnO (ZnO:Ga) thin film prepared on quartz by radio-frequency magnetron sputtering. With a 10 V bias, a responsivity of about 2.6 A/W at 370 nm was obtained in the ultraviolet region. The photocurrent increases linearly with incident power density for more than two orders of magnitude. The transient response measurement revealed photoresponse with a rise time of 10 ns and a fall time of 960 ns, respectively. The results are much faster than those reported in photoconductive detectors based on unintentionally doped n-type ZnO films.     

两步化学沉积法制备ZnO薄膜及其场发射特性

在低温常压条件下,以ITO玻璃为衬底,采用电化学法与湿化学法结合的两步化学沉积法制备了团簇状ZnO薄膜。利用XRD,SEM分析了薄膜结构和表面形貌,并采用二极管结构在高真空条件下对薄膜进行了场发射性能测试。稳定发射后,开启电场为3.0 V/μm。当电场为5.8 V/μm时,电流密度为583.3 μA/cm²。研究表明:两步化学沉积法低温制备ZnO薄膜是可行的,且该薄膜具有良好的场发射性能。     

薄膜热处理对ZnO薄膜晶体管性能的提高

制备了两种以SiO2为绝缘层的底栅ZnO薄膜晶体管,分别以未退火和退火处理的ZnO薄膜作为有源层.与未退火处理的ZnO薄膜晶体管相比,退火处理的ZnO薄膜晶体管的饱和迁移率由2.3 cm2/(V·s)增大至3.12 cm2/(V·s),阈值电压由20.8V减小至9.9V,亚阈值摆幅由2.6 V/dec减小至1.9 V/...     

The ultraviolet photoconductive detector based on Al-doped ZnO thin film with fast response

We report fabrication and characterization of metal-semiconductor-metal photoconductive detectors based on Al-doped ZnO thin films fabricated by radio frequency magnetron sputtering.Optical and structural properties of the thin films were characterized using various techniques.At 6 V bias,a responsivity higher than 4 A/W in the wavelength shorter than 350 nm was obtained,and this responsibility dropped quickly and reached the noise floor in the visible region.Transient response measurement revealed that the...     

Electroluminescence from ZnO nanowire-based p-GaN/n-ZnO heterojunction light-emitting diodes

Vertically aligned ZnO nanowires were successfully grown on the sapphire substrate by nanoparticle-assisted pulsed laser deposition (NAPLD), which were employed in fabricating the ZnO nanowire-based heterojunction structures. p-GaN/n-ZnO heterojunction light-emitting diodes (LEDs) with embedded ZnO nanowires were obtained by fabricating p-GaN:Mg film/ZnO nanowire/n-ZnO film structures. The current–voltage measurements showed a typical diode characteristic with a threshold voltage of about 2.5 V. Electroluminescence (EL) emission having the wavelength of about 380 nm was observed under forward bias in the heterojunction diodes and was intensified by increasing the applied voltage up to 30 V.     

片上制备横向结构ZnO纳米线阵列紫外探测器件

将纳米技术与传统的微电子工艺相结合, 片上制备了横向结构氧化锌(ZnO)纳米线阵列紫外探测器件, 纳米线由水热法直接自组织横向生长于叉指电极之间, 再除去斜向的多余纳米线, 其余工艺步骤与传统工艺相同. 分别尝试了铬(Cr)和金(Au)两种金属电极的器件结构: 由于Cr电极对其上纵向生长的纳米线有抑制作用, 导致横向生长纳米线长度可到达对侧电极, 光电响应方式为受表面氧离子吸附控制的光电导效应, 光电流大但增益低, 响应速度慢, 经二次电极加固, 纳米线根部与电极金属直接形成肖特基接触, 光电响应方式变为光伏效应, 增益和速度得到了极大改善; 由于Au电极对其上纵向生长的纳米线有催化作用, 导致溶质资源的竞争, 相同时间内横向生长的纳米线不能到达对侧, 而是交叉桥接, 但却形成了紫外光诱导的纳米线间势垒结高度调控机理, 得到的器件特性为最优, 在波长为365 nm的20 mW/cm²紫外光照下, 1 V电压时暗电流为10^-9 A, 光增益可达8×10⁵, 响应时间和恢复时间分别为1.1 s和1.3 s.