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表1.1给出了它的基本物理参数,室温下ZnO薄膜的带隙较宽,能达到3.4eV,频率在380~750THz范围内的光照射ZnO薄膜后,没有被ZnO薄膜反射的光通量非常大,超过了90%。掺入A1等第三主族元素后得到的ZnO薄膜(AZO)具有良好的导电能力,因为Zn2+被Al3+替换后便多出了自由电子。(1.5)AZO薄膜中Zn和Al都以离子的方式存在,有非常好的低阻特性。近年来应用比较广泛的透明导电薄膜材料(TCO)中,AZO薄膜制备工艺手段成熟,在还原性气体中也非常稳定,不易被还原。因此,人们对ITO薄膜的研究重点转向了AZO薄膜,并且AZO薄膜被广泛的应用于各种光学器件和平面显示器件接收部分的材料[3]。表STYLEREF1\s2.SEQ表\*ARABIC\s11ZnO的基本物理参数性质数值ac晶格结构(300K)密度熔点带隙激子结合能固有载流子浓度相对介电常数电子有效质量电子迁移率(300K)空穴有效质量空穴迁移率(300K)0.32469nm0.52069nm纤锌矿5.606g/cm32248K3.37eV60meV<106cm-38.660.24200cm2/Vs0.595~50cm2/Vs气敏特性现代工业的发展给生态环境带来了严重的污染,尤其是工业废气的排放给环境带来了严重的负担,这使探索和研究气敏器件成为紧要任务。而ZnO就是一种良好的气体敏感性的材料,ZnO作为一种金属氧化物半导体材料,具有能将气体分子的组成、百分比等化学信号转换为电信号,灵敏度高,应用范围广泛,结构简单,安全可靠等优点。尤其是掺入了部分杂质元素后的ZnO对某些特殊气体的敏感度很高,这是因为它的电导率在这些特殊气体的作用下就会发生变化。不同气体对电导率的影响程度不同,根据这一原理可以检测出不同的气体分子,因此可以用来制作各种气体感应器件。特殊气体能够使ZnO电导率产生变化的原理是:温度升高时,O会聚集到半导体表面,从ZnO的导带中获得电子,形成O2-、O-、O2-等离子形式,这些离子会聚集在晶界处形成空间耗尽层,使电子的迁移运动受到阻碍,传感器的表面电阻增加,电导率下降。(1.6)另外,气体传感器被放置在待测气体中时,表面的氧分子会被吸附,有毒还原性气体能够与氧发生化学反应,使ZnO表面电荷数量增加,表面势垒降低,表面电阻也随之下降,这个过程将使传感器的导电率升高。(1.7)半导体表面气体分子的吸附和脱附是两个相反的过程,导致传感器电导率出现相反的变化。ZnO气敏器件就是依靠这种表面电阻的变化来检测气体分子的。但是这种传感器对工作环境的温度要求比较严格,温度不宜过低,也不宜过高。近年来,人们开始用新的工艺方法制备特殊形态的ZnO,并且对ZnO的一维纳米结构的研究也比较深入了,该结构已被应用于新型气敏传感器。用水热法制备的ZnO纳米线阵列不仅有普通ZnO的光学性质和电学性质,还具有量子尺

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