基于ZnO和ZnS納米帶光敏、壓敏傳感器研究.pdf

1、隨著器件向微型化、集成化、智能化發(fā)展,納米材料因其獨特和優(yōu)異的物理、化學性能在微納級器件方面具有潛在的應用而引起人們廣泛的關注。目前,人們已經制備出了如納米纖維、納米帶、納米線和納米棒等多種納米結構,并發(fā)現(xiàn)它們具有如量子尺寸效應、表面效應和介電限域效應等新奇特性。ZnO和ZnS納米材料是直接帶隙半導體,均為六角纖鋅礦結構,室溫下的禁帶寬度分別為3.37和3.68eV。由于尺寸效應和表面效應,ZnO和ZnS納米材料具有某些獨特的性能,如良

2、好的光電、壓敏等性能成為近年來的研究熱點。本文介紹了制備ZnO單根納米帶光敏傳感器及ZnO/ZnS納米帶膜的壓敏傳感器。在不同光照條件下測試了ZnO單根納米帶光敏傳感器的伏安特性及其響應;在大氣和不同的真空壓強氛圍下測試了基于ZnO/ZnS納米帶膜的壓敏傳感器的伏安特性;結合能帶示意圖,用氧吸附與解吸附理論對它們的實驗機理進行了合理的解釋。本文的主要內容包括以下幾個方面:
　　(1)采用磁控濺射和光刻的方法在SiO2/Si基底上制

3、作Pt叉指電極,通過調節(jié)分散液的濃度并利用探針技術將單根ZnO納米帶組裝在了叉指電極上,做成光敏傳感器。用半導體參數(shù)測試儀及示波器測試了光敏傳感器的伏安特性及響應,結果表明:在黑暗狀態(tài)下,光敏傳感器的關斷性能較好;在波長范圍為280~340nm的紫外光照射下,波長越短,光敏傳感器的光電流和靈敏度越大。在紫外光打開和關閉交替變換時,光敏傳感器實現(xiàn)了對電路狀態(tài)“0”和“1”轉換的控制。
　　(2)將含有ZnO和ZnS納米帶的丙酮溶液旋

4、涂在制備好的電極上組裝出ZnO和ZnS帶膜的真空壓強敏感器件(壓敏傳感器)。用安捷倫4156C半導體參數(shù)測試儀測量這兩種壓敏傳感器的伏安特性。結果表明:兩種壓敏傳感器在黑暗條件下都處于高阻狀態(tài),隨著大氣壓強的減小,傳感器的電流增大。由伏安特性曲線得到的R-P曲線呈線性變化,可以根據電阻值的大小來判斷傳感器所處環(huán)境壓強的大小。壓敏傳感器的測試范圍從高真空到大氣壓強范圍內。
　　(3)利用光電導效應和表體比結合氧吸附與解吸附理論對Zn