基于原子層沉積制備CdO-ZnO核殼結(jié)構(gòu)超細(xì)納米線及其紫外光檢測特性.pdf

1、一維納米材料具有高的比表面積、豐富的表面態(tài)以及較高的表面活性，使其無論在氣敏傳感器還是在光電器件中都展現(xiàn)出了優(yōu)異的性能?；谝痪S納米材料器件優(yōu)異的性能，人們在該領(lǐng)域開展了許多有意義的研究。然而隨著納米材料尺寸的不斷減小，當(dāng)直徑小于100 nm時，物體本身的許多固有特性會發(fā)生質(zhì)的變化。與直徑較大的納米材料相比，小尺寸的納米材料具有大的比表面積、量子限域效應(yīng)和獨(dú)特的光、電特性。有文獻(xiàn)報道了利用小直徑的納米線構(gòu)筑的器件具有響應(yīng)快，靈敏度高等優(yōu)

2、點(diǎn)。
　　目前，受納米線制備方法以及器件加工方法等因素限制，所合成的納米線的直徑大多在100 nm左右，大于納米線表面勢壘層的特征寬度（大約20-40 nm）。因此，在納米線中存在著非耗盡層。減小納米線的直徑，使納米線表面無法形成表面勢壘，納米線將處于完全耗盡的狀態(tài)，這會導(dǎo)致納米線本征電阻極大增加。電流輸運(yùn)的關(guān)鍵控制因素就不再是肖特基勢壘而是納米線的本征電阻，這也是提高納米器件性能的有效途徑，那么首要解決的問題就是如何構(gòu)筑小直徑納

3、米線器件。
　　基于以上問題的思考，以提高器件的紫外光檢測特性為目的，我們的研究具體內(nèi)容包括以下幾個部分：
　　首先，我們利用水熱法合成了合成直徑小于20 nm的Cd(OH)2超細(xì)納米線，Cd(OH)2超細(xì)納米線分解形成CdO超細(xì)納米線。以CdO超細(xì)納米線為模板在位生長ZnO殼層結(jié)構(gòu)，制備CdO/ZnO核殼結(jié)構(gòu)超細(xì)納米線。分別通過場發(fā)射掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、高分辨透射電子顯微鏡(TEM)對CdO/ZnO

4、核殼結(jié)構(gòu)超細(xì)納米線的形貌和尺寸進(jìn)行表征。
　　其次，在常溫下CdO超細(xì)納米線構(gòu)筑的器件的電流數(shù)量級在10-15-10-14，這個數(shù)量級的電流與I-V測試儀的干擾信號在同一量級，因此對核殼結(jié)構(gòu)的電學(xué)輸運(yùn)特性沒有貢獻(xiàn)，只是起到生長模板的作用。我們對構(gòu)筑的80循環(huán)CdO/ZnO核殼結(jié)構(gòu)超細(xì)納米線器件在低溫探針臺上對其電學(xué)性能進(jìn)行了測試。通過對 CdO/ZnO核殼結(jié)構(gòu)超細(xì)納米線器件進(jìn)行不同溫度的退火得知：高溫退火使表面發(fā)生顆粒的聚集和表面

5、原子結(jié)構(gòu)的重組，改變了表面缺陷能級的數(shù)量或能級位置。核殼結(jié)構(gòu)超細(xì)納米線器件的低溫測試顯示在小電壓下電流傳輸符合熱激活模型，并計算了熱激活能的大小為0.14 eV。核殼結(jié)構(gòu)超細(xì)納米線器件經(jīng)過500°C退火60 min處理，在0.1 V電壓下，電流隨溫度變化的I-V測試數(shù)據(jù)在高溫區(qū)域220 K-300 K進(jìn)行擬合，并計算熱激活能為0.36 eV。
　　最后，在紫外光的照射下，我們分別研究了超細(xì)納米線不同沉積循環(huán)下核殼結(jié)構(gòu)器件的開關(guān)比、