Nagy területű ZnO nanoszerkezetek előállítása nanorészletek felé, hibrid eljárás alkalmazásával, magnetron porlasztással

Original: http://research.ncku.edu.tw/re/articles/e/20110121/3.html

Jun-Han Huang és Chuan-Pu Liu

Anyagtudományi és Műszaki Tanszék, NCKU

A ZnO az egyik leginkább tanulmányozott, széles sávú sávú félvezető, és különféle területeken alkalmazzák, beleértve pigmenteket, bioszűrőket, szállító és optoelektronikus eszközöket, például varisztor, felületi akusztikus hullám eszköz és átlátszó vezetőképes oxid elektród. A közelmúltban, a nanoszerkezetek szintézisének megkönnyítése miatt, a ZnO-t szintén jól előkészítették különféle alacsony méretű nanoszerkezetekben, mint az egyik leggazdagabb család. Ezek a nanoszerkezetek tovább kiterjeszthetik a ZnO alkalmazás horizontját az érzékelőben, a napelemben, a mechanikus alkatrészben, a mezőhatású emitterben és a nanogenerátorban. A valódi eszközök megvalósítása azonban továbbra is kivitelezhető módszert vár a nanostruktúrákat magában foglaló nagy terület növekedéséhez.

Ebben a jelentésben új növekedési mechanizmust fejlesztettek ki a nanoszálak ferde sorozatának növelésére ferde szögű magnetron szórással. A tipikus dőlésszög-lerakódást (OAD) használják ferde nanoszerkezetek növesztésére alacsony energiájú körülmények között, nagy dőlésszöggel a beeső fluxushoz. A korlátozott felületi diffúzió miatt az atomok csak a sugárzott területen helyezkedtek el, ami a nanostruktúra növekedésének előrejelzett irányaival növekszik.

A közös OAD rendszerrel ellentétben, a magasabb hőmérsékleten növekvő ZnO nanostruktúrák és a hidrogén/argon keverék környezeti körülmények között a nanoszerkezetek kitett oldalain diszlokációkat vezettek be a stressz felszabadítása és a kristályok folytonosságának fenntartása érdekében, ami a ZnO nanoszerkezeteket fokozatosan ellentétes kvadránsra hajlította. az esemény forrására, az 1. ábra (a) ábrája szerint. Ezenkívül a szerkezeti hajlítási fok közvetlenül kapcsolódik a hibasűrűséghez és a helyhez, növekedési paraméterekkel vezérelhető. A legfontosabb, hogy az egész oszlopban nem voltak nyilvánvaló határok, például szemcsék vagy ikrek, így a hajlító szerkezet továbbra is egykristályos.

1. ábra: (a) A ZnO hajlított oszlopok SEM képei ferde szögszórással (320 ℃) és (b) nanoszálakkal, ezt követő hidrotermikus eljárás során. (c) a ferde ZnO nanoszálas tömb reflexiós spektruma

A nanoszerkezetek hajlításának fent említett mechanizmusa alapján, amint az az 1 (b) ábrán látható, ezen ferde ZnO oszlopokon a későbbi hidrotermikus eljárással sikeresen nőttek ferde ZnO nanoszálak tömbjei. A nanovezeték irányát a szomszédos nanovezetékek és a hajlított oszlopok felületi görbülete korlátozta, amint azt a 2. ábra mutatja. A ZnO nanovezetékek kiváló visszaverődés-gátló tulajdonságot mutatnak a reflexiós spektrumok alapján, amint az az 1(c) ábra ábráján látható. A porlasztási és a hidrotermikus folyamatoknak örülve, ez a növekedési mechanizmus nagy előnyei vannak az ilyen készülékek nagy területen történő előállításakor.

2. ábra: A nanosávos irány korlátozásának vázlata a hajlított oszlopok felületén

Ez az új mechanizmus lehetővé teszi a korábbinál bonyolultabb háromdimenziós nanostruktúrák további tervezését, emellett az egykristályos nanoszerkezetek sablont biztosítanak a jelátvitel gyorsabbá tételéhez a hierarchikus struktúrákban. Úton állunk, hogy új eszközöket próbáljunk ki, mint például a nanogenerátorok és a nano-piezodiodok, javított teljesítmény mellett.

Copyright National Cheng Kung University

About The Author

admin

Comments are closed.