不同形貌纳米ZnO阵列的制备及性能研究的开题报告.docx

不同形貌纳米ZnO阵列的制备及性能研究的开题报告

一、选题背景及意义

摩尔定律的指数增长，使得微电子设备在不久的将来将面临空间与功耗限制。因此，高性能、低功耗的新一代光电器件，如光电传感器、柔性电子设备等已成为近年来的研究热点之一。而纳米结构材料因其尺寸效应和表面效应，具有可调控性强、性能优异的特点，成为制备高性能器件的基础。

氧化锌纳米阵列因其广泛的应用前景，成为了研究的焦点之一。近年来，以氧化锌为研究对象的纳米阵列材料已开发出诸如太阳能电池、光致发光器、智能传感装置等多种微纳电子器件，而这些器件的性能依赖于纳米锌氧化物阵列的形貌。

因此，本文拟通过制备不同形貌的纳米氧化锌阵列，研究其在光电传感方面的性能，为新型纳米光电器件的研制提供一定的理论基础和实践指导。

二、研究内容

本文主要分为以下两个方面的内容：

1.纳米ZnO阵列的制备

通过控制不同的实验条件如反应温度、反应时间、前驱体等，制备出不同形状(如棒、盘、球等)的纳米氧化锌阵列，并比较其结晶度、尺寸、形貌和光电性质等方面的不同。

2.纳米ZnO阵列的性能研究

基于纳米氧化锌阵列的制备，评估不同形态ZnO阵列在可见光区、紫外光区的光电性能，例如光致发光器件性质、光电传感器等的性能优势。

三、研究方法及步骤

制备

采用水热法、溶胶-凝胶法等方法，制备不同形态的ZnO纳米阵列，研究控制物质的浓度、温度、时间等反应条件，寻找适合制备不同形态的纳米阵列的反应条件。

性能研究

采用XRD、SEM、TEM等表征技术，分别对制备的纳米ZnO阵列的结晶度、尺寸、形貌进行表征。通过PL和UV-Vis-IR光谱测试，评估纳米氧化锌阵列在光学表观上的突出性能。对制备的纳米ZnO阵列进行光电性能测试，如光致发光器件性质、光电传感器等的性能测试等，评估其在实用设备中的应用前景。

四、预期研究成果

通过制备纳米氧化锌阵列，研究其形貌对光电性能的影响，探索高性能、低功耗的新一代光电器件的实现技术和方法，提高我国微纳电子材料与器件的制备水平，促进纳米材料在光电领域的应用。

五、参考文献

1.CaoJingetal.FabricationofZnONanorodsandTheirApplicationsinUVPhotodetectorsandGasSensors.ActaPhysico-ChimicaSinica,2013,29(5):834-839.

2.Li,Y.etal.(2015).High-PerformanceUVPhotodetectorsBasedonLarge-ScaleZnONanowireArraysSynthesizedbyChemicalVaporDeposition.ACSNano,9(4),3515-3521.

3.WuHuietal.FacileSynthesisofZnONanoparticle-DecoratedReducedGrapheneOxideCompositesandTheirPhotocatalyticActivityunderUVandVisibleLightIrradiation.Nanomaterials,2019,9(4):529.

4.WangJia-Shengetal.HydrothermalsynthesisofZnOnanowiresandtheirperformanceasUVphotodetectors.ActaPhysico-ChimicaSinica,2010,26(11):2927-2932.