金属氧化物一维结构的规格化制备研究

针对金属氧化物一维纳米结构的规格化制备问题，本项目拟利用薄膜制备中经常使用的物理气相沉积方法（如电子束、磁控溅射等），采用"斜沉积"技术制备纳米结构并开展其生长热力学和生长动力学研究，了解和理解各种条件，如沉积粒子入射角度、沉积速度、基片温度和基片运动方式等对纳米结构的形状、尺寸、分立性、性能等的影响，探索利用薄膜生长中的"阴影效应"生长分立一维纳米结构的基本原理和方法，通过抑制表面扩散等控制其形状、尺寸、生长方向等的原理和方法，以及通过原位掺杂调控其性能的方法。.本研究将为规格化制备一维纳米结构的物理气相沉积方法的建立提供理论和技术基础。这种基于物理气相沉积的方法与现有器件制作技术兼容并具有一定的普适性，可在一定程度上推动一维纳米结构的规格化制备技术的发展和应用研究。

本项目研究针对电子束沉积、磁控溅射沉积等方法，研究了各种沉积条件（包括沉积速率、样品台倾斜角度、样品台旋转速度及运动方式、基片温度等）对所沉积的氧化物薄膜的形貌、结构等的影响规律，寻找到制备各种一维形貌的最佳工艺条件，建立了基于电子束沉积及磁控溅射的“倾斜沉积”制备一维纳米结构的方法。在“半球模型”的基础上，根据所获得的实验结构，对该模型进行了改进，改进后的模型可以用来预言沉积获得的一维结构的形貌和尺寸等，也可以用来寻找制备具有特定形貌的一维纳米结构的工艺条件。利用脉冲电子束沉积方法，获得了制备氧化钼一维棒状结构的最佳工艺条件，并对其性能进行了研究。利用脉冲电子束沉积方法制备了未掺杂ZnO薄膜，并利用好在Ar气氛中退火的方法，在该薄膜中产生缺陷，系统研究了这些缺陷对薄膜的发光、磁性等的影响规律，寻找出氧缺陷与磁性的直接关联性，并对单个氧缺陷对磁性的贡献给出了粗略的估值。此外，还对一些氧化物一维纳米结构的热稳定性进行了研究。