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物理学论文-ZnO纳米半导体材料制备 .doc

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物理学论文-ZnO纳米半导体材料制备 .doc

物理学论文-ZnO纳米半导体材料制备摘要:文章阐述了一些制备ZnO纳米半导体材料的常用技术,如模板制备法、物理气相沉积、脉冲激光沉积、分子束外延、金属有机化合物气相沉积,并分析了各种方法的优缺点。关键词:ZnO;模板制备法;PVD;PLD;金属有机化合物气相沉积随着科学和商业的飞速发展,人们对纳米半导体材料有了更加深入的认识,对其在光学器件和电学器件方面的应用产生了浓厚的兴趣。最初人们在研究ZnSe和GaN等短波长纳米半导体材料方面取得了一定的进展,GaN制备蓝绿光LED的技术已经相当成熟。但是,由于ZnSe稳定性较差,一直使之无法商品化生产。在长期的对宽带半导体材料的科学研究中,人们发现ZnO半导体纳米材料具有更多的优点。ZnO是一种新型的宽禁带半导体氧化物材料,室温下能带宽度为3.37eV,略低于GaN的3.39eV,其激子束缚能(60meV)远大于GaN(25meV)的激子束缚能。由于纳米ZnO在紫外波段有较强的激子跃迁发光特性,所以在短波长光子学器件领域有较广的应用前景。此外,ZnO纳米半导体材料还可沉积在除Si以外的多种衬底上,如玻璃、Al2O3、GaAs等,并在0.4-2μm的波长范围内透明,对器件相关电路的单片集成有很大帮助,在光电集成器件中具有很大的潜力。本文阐述了近年来ZnO纳米半导体材料的制备技术,并对这些技术的优缺点进行了分析。ZnO是一种应用较广的半导体材料,在很多光学器件和电学器件中有很广泛的应用,由此也产生了多种纳米半导体器件的制备方法,主要有以下几种:1模板制备法模板制备法是一种用化学方法进行纳米材料制备的方法,被广泛地用来合成各种各样的纳米棒、纳米线、纳米管等。此种方法使分散的纳米粒子在已做好的纳米模板中成核和生长,因此,纳米模板的尺寸和形状决定了纳米产物的外部特征。科学家们已经利用孔径为40nm和20nm左右的多孔氧化铝模板得到了高度有序的ZnO纳米线。郑华均等人用电化学阳极氧化-化学溶蚀技术制备出了一种新型铝基纳米点阵模板,此模板由无数纳米凹点和凸点构成,并在此模板上沉积出ZnO纳米薄膜。此外,李长全、傅敏恭等人以十二烷基硫酸钠为模板制备出ZnO纳米管。该方法优点:较容易控制纳米产物的尺寸、形状。缺点:需要模板有较高的质量。2物理气相沉积(PVD)物理气相沉积可以用来制备一维ZnO纳米线和二维ZnO纳米薄膜,原理是通过对含Zn材料

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