ZnO基纳米电子材料研究进展

ZnO基纳米电子材料研究进展

第23卷　第4期Vol123　No14

文章编号:10042793X(2005)0420620205

材　料　科　学　与　工　程　学　报JournalofMaterialsScience&Engineering

总第96期Aug.2005

ZnO基纳米电子材料研究进展

胡幸鸣,袁国栋

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(1.浙江机电职业技术学院,浙江杭州310053;2.浙江大学硅材料国家重点实验室,浙江310027)

　　【摘　要】　纳米ZnO压电双重特性的材料。运用不同的工艺,)、、纳米笼、纳米螺旋等多种特殊形态的纳米ZnO。样的成员之一。。

【关键词】　;中图分类号:T,T　　　　文献标识码:A

RecentAdvancesofZnONano2electronicMaterials

HUXing2ming,YUANGuo2dong

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(1.CollegeofZhejiangElectricalandMechanicalTechnology,Hangzhou310057,China;2.StateKeyLaboratoryofSiliconMaterials,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)

【Abstract】　Withmanyspecialproperties,nanostructureZnOhasbecomeafocusedresearchworkrecentlyandbeingappliedwidely.Zincoxideisauniquematerialthatexhibitssemiconductingandpiezoelectricdualproperties.Usingmanydifferenttechnique,nanowires(rods),nanobelts(rings),nanoT2ZnO,nanocages,nanopropellersandnanohelixesofZnOhavebeensynthesizedunderspecificgrowthconditions.TheseuniquenanostructuresunambiguouslydemonstratethatZnOprobablyhastherichestfamilyofnanostructuresamongallmaterials,bothinstructuresandinproperties.Thenanostructurescouldhavenovelapplicationsinoptoelectronics,sensors,transducersandbiomedicalsciences.

【Keywords】　nanostructureZnO;properties;device

方面:(1)随着颗粒变小,禁带宽度增加,光谱结构发生变化

和浅色位移[6];(2)小尺度颗粒中,电荷、声子和光子等载流子产生Anderson局域。纳米ZnO在许多领域有重要意义和诱人前景:首先,由于单晶材料不易获得,纳米材料制备相对简单,且纳米尺度下,ZnO表现出与体材料不同的特殊性质而倍受关注。其次,纳米ZnO以纳米材料和重要半导体氧化物两方面的完美结合吸引了广大科研工作者,国际上涌现出许多以纳米ZnO为重点的研究小组,开展了许多有关ZnO纳米材料的研究工作,一些小组得到了非常新颖的结果[7,8]。

在纳米颗粒体系中,由于量子限域效应,光电载流子被束缚而形成很高的局域密度,使其容易实现短波光发射和紫外激光发射。同时,纳米ZnO表现出很强的界面效应,使其比体材料及其他金属氧化物材料有更高的导电率、透明性和传输率等[9],因而在半导体光电器件的集成和微型化领域占有重要地位。此外,纳米ZnO能有效地置入一定介

1　前　言

随着半导体工艺技术的发展,人们正积极探索高效率

半导体应用材料。ZnO是重要的II2VI族半导体氧化物,属宽能隙直接带材料,由于其紫外受激发射强度随温度升高迅速淬灭,因而作为光电子材料的研究一直被冷落,直至在室温下观测到其微晶薄膜(具有纳米结构)的光泵浦激光发射。因其激子结合能(60meV)比GaN(25meV)和ZnSe(22meV)高,能有效工作于室温(26meV)及更高温度,而且,光增益系数(300cm-1)高于GaN(100cm-1)[1]。这使ZnO迅速成为短波半导体激光器件材料研究的热点,相关文献在

[225]

Science,PhysicsReviewLetters等著名期刊上屡见不鲜。

量子点及纳米晶体已经发展到可与玻尔激子半径相比拟的尺度,半导体纳米材料以其在凝聚态材料方面的独特性能而倍受青睐[2]。纳米材料的尺寸效应主要体现在两个

收稿日期:2005202218;修订日期:2005202228

基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(90201038)

作者简介:胡幸鸣,女,副教授,Email:huxingming78@163.com