zno纳米线自组装可控生长的研究

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1、摘要本实验采用催化辅助化学气相沉积技术制各了ZnO纳米线阵列体系，研究了工艺条件对ZnO纳米线阵列的生长的影响，并讨论了ZnO纳米线阵列的生长机理。探讨了ZnO纳米线阵列的紫外敏感特性及光谱响应。运用x射线衍射谱(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、光响应测试系统等测试手段对样品的结构和光电性能进行了表征。结果表明：ZnO源控制在l350℃能够达到最理想的分解速度；通过控制催化剂的大小和分布状况实现了ZnO纳米线的直径和生长区域的控制；调节不同的生长温度得到不同尺度、形貌

2、的纳米线，最终综合考虑催化剂，传输气体的流量，蒸发源的温度，背景真空等因素实现了对ZnO纳米线的可控生长。实验证明ZnO纳米线的生长是基于VLS生长机理，但和传统的VLS生长机理有所不同。在使用Au作为催化剂时，遵循VLS生长机理的顶部生长模式。使用Ag作为催化剂时，一般催化剂出现在纳米线的底部，我们认为是因为Ag和Si形成了Ag—si合金的缘故。据此我们提出了在使用两种不同催化剂时ZnO纳米线生长的模型。ZnO纳米线光电特性研究表明：a—b取向的ZnO纳米线阵列具有很强的紫外光敏感特性，而且光

3、响应速度很快(小于50mS)。最后本文探讨了氧气氛对ZnO纳米线阵列的光响应速度的影响，结果表明：光电流随着氧压的下降而增大，电流恢复变慢。关键词：ZnO纳米线阵列；化学气相沉积技术；VLS生长机理：可控生长；紫外光响应AbstractZnOnanowireshavebeengrownOilmetalcoatedsubstratesbyChemicalVapordepositionandcatalytictechnologyandstudtedthefactorswhicheffectthegr

4、owthofZnOnanowires．ThegrowthmechanismofZnOnanowireswerealsodiscussed．ThispaperreporttheUVsensitivecharacteristicandsDectraIresponsitiVityofZnOnanowires．Thestructure，morphologyandphotoelectricpropertiesofZnOnanowireshavebeenstudiedbyX1raydiffraction(X

5、RD)，scanningelectronmicroscope(SEM)andatomforcemicroscope(AFM)．WefoundthatZnOpowdercanbeoptimallydecomposedin1350℃·ThediameterandgrowthareaofZnOnanowiresstronglydependedthesizeanddistributionofcatalyst．Wecangetdifferentdimensioninthedifferentgrowthte

6、mperature．ThentheZnOnanowiresarrayswiththeoptimumpropertieswereobtainedbyimprovingtheprocessconditions．ExperimentprovedthegrowthofZnOnanowiresisbasedVLSmeehanism．buthavesomedifferentwithtraditionalVLSmechanism．WhileusingAgasthecatalyst，thecatalystapp

7、ersinthebottomofthenanowires，wethinkitisbecauseAgandSihaveformedAg。SialIoy．WehaveproposedthegrowthmodelofZnOnanowireswileusingtwokindsofcatalyst．ThephotoelectriccharacteristicresearchofZnOnanowiresshowsthata—borientationZnOnanowiresarrayshasverystron

8、gUVsensitivecharacteristic，anditisveryfastresponse(smallerthan50mS)．Finally，wediscussiontheimpactonresponsespeedoflightofZnOnanowiresinthedifferentoxygenatmosphere，theresultshowsthatthephotocurrentincreaseswithdeclinethatoxygenpresses，butelectriccurr