孙丽晶， 孙正昊， 向 鹏

（长春工业大学 基础科学学院，吉林 长春 130012）

0 引 言

随着能源短缺和环境恶化问题的日益严峻，人们对高效率的纳米半导体材料的需求愈加迫切，对其合成也愈加关注。其中，ZnO纳米半导体材料较之ZnSe，GaN等短波长纳米半导体材料具有更多的优点。氧化锌（ZnO）是一种新型、自激活、宽禁带的半导体氧化物材料，室温下能带宽度为3.37eV（略低于GaN的3.39eV），激子束缚能高达60MeV（远大于GaN的25MeV，也远大于室温的热能26MeV）[1]，这意味着ZnO内部的激子可以在室温下稳定存在，这一点对实现低阈值的室温激光发射大有裨益，能产生近紫外的短波发光和可见光区的绿光及蓝光发光，常被用来制备紫外探测器、紫外激光器等光电器件和发光元件。由于ZnO纳米材料在紫外波段有较强的激子跃迁发光特性，所以在短波长光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0.4～2.0μm 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[2]。并且一维结构的ZnO除了其独特的物理和化学性质外，在搭建电子器件和实现能量转换器方面具有其它维度无法超越的优势。目前，采用模板制备法、物理气相沉积（PVD）、脉冲激光沉积（PLD）、分子束外延（MBE）和金属有机化合物气相沉积（MOCVD）等一系列物理和化学方法，已经能够制备出纳米结构的各种形态，如纳米线、纳米棒、纳米带和纳米管等[3]。其中，ZnO纳米管由于具有特殊的结构，可以应用于太阳能电池、催化和压电发电机等领域[4]。……