取向纳米 zno-cu2o 异质结阵列的制备及光电特性研究.doc

取向纳米ZnO/Cu2O异质结阵列的制备及光电特性研究本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意! 1引言 ZnO是一种具有六方结构的新型宽带隙半导体材料,其禁带宽度约为eV,激子结合能为60meV,在室温下即可产生较强的紫外激子发射,可广泛应用于各种器件,如光敏器件、光电二极管(LED)、,ZnO半导体材料已成为紫外和蓝色发光材料领域最受关注的材料[1,2].但目前制备出的ZnO晶体中存在各种生长缺陷,如氧空位VO、锌空位VZn、锌间隙Zni和其他杂质等,因此,受自补偿效应的影响,,该问题严重影响了ZnO半导体材料的进一步应用及新型ZnO基半导体器件的开发. 目前,人们尝试采用SnS、Cu2O、GaN和NiO等p型导电类型的半导体材料,与n型ZnO构成p-n异质结,,,通常Cu2O均呈现p型导电特性,根据制备条件的不同,其电阻率可在103~1013Wcm范围内变化,且在可见光范围内具有较高的光学吸收系数,是人们比较关注的一种易于制备、,若将其与ZnO半导体材料结合构成p-n异质结,因Cu2O的导带底比ZnO略高,且ZnO的价带顶也低于Cu2O,外界光激发在Cu2O中产生的光生电子能有效地转移到ZnO/Cu2O异质结中ZnO半导体的导带上,从而实现光生电子和空穴的有效分离. 2实验过程采用水热合成法,以Zn片(尺寸:30mm×30mm,纯度%)为衬底,将Zn片分别用***、乙醇超声清洗15min后,,将干净的Zn片放入5%(v/v)的HCl水溶液中活化20s,以去除表面的氧化层,,将Zn片用去离子水反复清洗后,用棉线悬挂放入氨水:水=1:1(v/v)的反应溶液中,反应在带有特***龙内衬的50mL高压反应釜中进行,反应温度为95℃,,降温取出Zn片,其上会生长一层直径均匀、取向基本一致的n型导电类型的ZnO半导体纳米线阵列. 3结果与分析生长形貌与晶体结构采用水热合成法在Zn片上制备的取向ZnO纳米线阵列的SEM图如图1(a),Zn片上生长的ZnO纳米线显示了很好的单晶生长趋势,并沿一定取向生长,大部分纳米线底部直径相对较大,顶端呈现尖锥状形貌,中部平均直径为100~600nm,长度为2~(a)插图进一步显示了单根ZnO纳米线的细部结构特征,纳米线呈六角棱状结构,表面光滑,(图2(a))可看出,谱图中有3个典型的六角纤锌矿结构常见的衍射峰,分别处于2q≈°、°和°处,经与ZnO标准衍射谱图(JCPDS:36-1451)对比发现,其分别对应ZnO的(100)、(002)及(101)晶面,晶格常数为a=nm,c=(