硅基衬底ZnO纳米管阵列的可控制备及光电性能研究

ZnO纳米管以其在高性能传感器、太阳能电池等方面的广泛应用前景，引起了人们的极大兴趣和关注。如何实现在各种衬底上生长出垂直衬底的、形态和尺度可控的、均匀排列的ZnO纳米管阵列膜是目前面临的关键问题。在本项目中，首次提出一种实现在硅基上构筑径向和轴向尺寸均可控的、均匀排布的ZnO纳米管阵列体系的新途径：在掺杂单晶硅基片上构建具有纳米孔阵列的诱导层，利用纳米孔结构的诱导作用和特殊的表面应力场分布及ZnO材料的取向生长习性，结合磁控溅射技术，通过生长动力学控制和生长工艺优化,实现在硅基上构筑管径、长度和空间排列均可控的超均匀ZnO（掺杂ZnO）纳米管阵列。实现了从实验上获取ZnO纳米管的基本性能与其微观几何尺寸之间的关系及ZnO纳米管的性能随掺杂量、掺杂种类的变化规律。这对未来设计、研制基于ZnO纳米管阵列的优异性能的传感器、场发射器件和其它光电功能器件具有非常重要的意义。