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ZnO纳米棒的制备及紫外探测性能

2018-03-21方向明范怀云高世勇万永彪矫淑杰王金忠

发光学报 2018年3期

方向明,范怀云,高世勇*,万永彪,张 勇,矫淑杰,王金忠

(1. 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001; 2. 太原学院 物理系,山西 太原 030032)

1 引 言

紫外探测器是国防预警与跟踪、环境监测、电力工业以及生命科学等领域急需的关键部件[1]。因此,紫外探测器的研究一直以来受到了广泛的关注。与现有真空紫外探测器件相比,基于半导体材料的固态紫外探测器件具有重量小、功耗低、量子效率高和便于集成等优势[2]。作为一种重要的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,ZnO禁带宽度为3.37 eV,且具有激子束缚能大(60 meV)、熔点高、对紫外光特别敏感等特点;另外,ZnO具有较高的热稳定性和化学稳定性,且其原料充足、价格便宜、制备方法多样并且简单[3]。因而在紫外探测器方面也引起了关注,被大量研究。相比于其他结构材料,纳米结构材料会赋予材料表面效应[4]、体积效应[5]、量子尺寸效应[6]等特性。一维纳米结构材料,尤其是纳米棒由于其良好的光学[7]、电学[8]、机械[9]和磁学[10]性能成为近年来国内外研究的热点之一。此外,纳米棒结构材料具有大的比表面积和高的电子传输速度,被认为是在光电探测领域具有高灵敏和快速响应的新结构材料[11]。

目前,ZnO纳米棒主要通过热蒸发[12]、气相沉积[13]、化学浴沉积[14]、电沉积[15]和水热生长[16]等方法获得。其中水热合成法与其他生长ZnO纳米棒方法相比,具有工艺和设备简单、反应温度低、操作容易等优点。另外,通过控制水热反应的温度、时间和反应浓度等,能够有效地控制ZnO纳米棒的长度和形貌,并且能够实现大面积制备[17]。……

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