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《zno納米材料及pbs+qds_zno異質結制備和光電性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、博士學位論文ZnO納米材料及PbSQDs/ZnO異質結制備和光電性能研究RESEARCHONFABRICATIONANDOPTOELECTRICPROPERTIESOFZnONANOMATERIALSANDPbSQDs/ZnOHETEROSTRUCTURES李海力哈爾濱工業(yè)大學2016年9月萬方數(shù)據(jù)國內圖書分類號：TN155學校代碼：10213國際圖書分類號：621.785密級：公開工學博士學位論文ZnO納米材料及PbSQDs/ZnO異質結制備和光電性能研究博士研究生：李海力導師：李洪濤教授副導師：矯淑杰副教授申請學位：工學博士學科：材料科學與工程所在單位：材料科學與
2、工程學院答辯日期：2016年9月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學萬方數(shù)據(jù)ClassifiedIndex:TN155U.D.C:621.785DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringRESEARCHONFABRICATIONANDOPTOELECTRICPROPERTIESOFZnONANOMATERIALSANDPbSQDs/ZnOHETEROSTRUCTURESCandidate：LiHaiLiSupervisor：Prof.LiHongtaoVice-supervisor：Assoc.Prof.JiaoShujieAc
3、ademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：September,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology萬方數(shù)據(jù)摘要摘要PbS/ZnO異質結因同時結合PbSQDs尺寸相關的能帶調節(jié)效應和寬禁帶半導體的形貌豐富、電子遷移率高、制備工藝簡單的特點
4、而受到廣泛關注，但目前主要應用于太陽能電池領域。尤其通過有機液相法合成的PbSQDs表面配位基團的存在降低了載流子在量子點中的分離和傳輸效率，制約了該結構在光電領域的進一步應用，尤其是在寬光譜光電探測領域的應用。針對這一現(xiàn)狀，本文通過液相法制備了不同結構ZnO納米材料并通過SILAR法引入實現(xiàn)了PbSQDs在ZnO納米材料上的原位生長，在對ZnO納米材料及其異質結的生長機理及工藝參數(shù)對其光電性能的影響深入分析的基礎上，通過材料結構調控及制備工藝優(yōu)化實現(xiàn)了ZnO基柔性光電探測器及PbSQDs/ZnO異質結寬光譜光電探測器制備，所取得的主要研究成果如下：液相法制備ZnO納
5、米材料時，在不引入表面形貌控制劑的情況下，鋅源種類由醋酸鋅變?yōu)橄跛徜\和氯化鋅時，ZnO納米材料由一維柱狀結構變?yōu)橐痪S錐狀和二維片狀結構。以醋酸鋅為鋅源時，通過延長反應物前驅體溶液攪拌和靜置時間可實現(xiàn)一維錐狀ZnO納米材料制備，XAFS測試結果表明，經(jīng)長時間攪拌和靜置的反應物溶液中鋅絡合物中間體的構型發(fā)生由八面體向四面體轉變且鏈長增加。利用SILAR法制備PbSQDs/ZnO異質結時，PbSQDs在ZnO納米材料上的原位生長是通過原子鍵鍵合過程實現(xiàn)的。對其生長機理的分析結果表明，低介電常數(shù)溶劑的使用及反應物濃度的降低有利于小尺寸、均勻分布的PbS量子點的制備且SILAR
6、法制備的PbSQDs/ZnO異質結界面處存在與浸蘸順序相關的ZnS或PbO界面薄層。工藝參數(shù)對PbSQDs/ZnO異質結的光電性能的影響的研究結果表明：溶劑種類及SILAR順序對PbSQDs/ZnO異質結的光電性能具有較大影響，用醇水體積比2:1的混合溶液作溶劑或采用先Pb(NO3)2后Na2S的浸蘸順序有利于II型PbSQDs/ZnO異質結的制備。在紙基襯底上，通過石榴結構ZnO的引入實現(xiàn)了ZnO柔性光電探測器的制備。制得器件的暗電流值為nA數(shù)量級，光響應的上升和下降時間分別為4.3s和16s。對探測器工作原理的分析結果表明，該結構中的ZnO納米晶尺寸與O2吸附和脫
7、附過程形成的耗盡層寬度相當，處于耗盡狀態(tài)的納米晶使器件的暗電流大幅降低。且石榴結構由晶界引起的能帶調節(jié)效應促進了生載流子的分離-I-萬方數(shù)據(jù)哈爾濱工業(yè)大學工學博士學位論文和器件響應度和響應速度的提高。PbSQDs/ZnO異質結的拉曼測試結果中，與缺陷態(tài)相關的ZnOA1(LO)峰強度的增加表明SILAR法制得的異質結結構中缺陷的存在，通過不含水溶劑的使用及浸蘸順序的調控不僅實現(xiàn)了連續(xù)分布的PbSQDs在ZnO上生長且利用該PbSQDs/ZnO異質結實現(xiàn)了探測波長范圍從340nm到840nm的寬光譜光電探測器。關鍵詞：ZnO；PbSQDs/ZnO；水熱法
