论文摘要
本论文在调研总结国内外各种纳米ZnO研究文献的基础上,采用化学气相沉积（CVD）法,制备了高取向的纳米ZnO阵列。并发现了一些新形貌的纳米ZnO。研究分析了取向ZnO纳米线阵列的制备工艺、生长机理及其相关特性,获得了一些研究结果,其结果如下:1、采用CVD方法,以ZnO和活性碳粉为反应原料,制备了高取向ZnO纳米线阵列,研究了制备工艺的各种影响因素。我们发现混合原料区域的最佳控制温度约为1000～1100℃;不同反应温度和气体流量下,ZnO纳米线阵列的生长形貌存在着较大的差异。研究还发现,通过在ZnO粉末和活性碳粉反应原料中添加一定比例的Zn粉,可生长制备出取向性较好的ZnO微/纳米管和ZnO微/纳米钉。2、以气液固（VLS）生长理论为基础,对不同微观结构的ZnO纳米线阵列的生长机理做了探讨,解释了不同微观结构的生长过程和相关影响因素。发现ZnO纳米线在VLS生长模式下还受到E-S势垒和凝结核的作用,论文对E-S势垒和凝结核对ZnO纳米线阵列的生长形貌的影响进行了分析讨论。3、用SEM,XRD和PL技术,对不同微观结构的ZnO纳米线阵列各种特性进行了分析,结果发现所制备的纳米线阵列样品均为纯度较高的单晶体;研究也发现,六棱锥形状的ZnO纳米线阵列同柱状纳米ZnO纳米线阵列相比,具有较好的紫外发光特性,但其绿光同样较强;通过利用BET方法测试了ZnO纳米管的比表面积,结果发现其比表面积可达100.78m2/g,较纳米ZnO粉体46.318m2/g高,这种特性使ZnO纳米管能更好应用于光催化、太阳能电池、声波或光信号的吸收等应用领域。4、用原子力针尖和静电探针加工技术,在高倍光学显微镜辅助下,通过组装一维ZnO纳米钉,制作出了纳/微米尺度的绝缘栅场效应晶体管,对其电学特性研究发现,器件不加栅压时,具有较明显的IV整流特性,类似于一个PN结,而器件加上1.5V的栅压时,出现了更明显的线性区和饱和区特征。由此可知,纳/微米尺的ZnO纳米钉场效应管为n沟道器件,具有良好的类似MOSFET的相关特性,可望作为电子开关及放大器基本器件单元,对器件的微型化有较大的研究和应用意义。