第VI族元素半导体纳米线的可控合成及其纳米电子学器件研究

采用化学液相反应,以亚硒酸或者原碲酸为原料,合成出尺寸均匀、高结晶度的硒、碲纳米线。高分辨电镜分析结果表明：合成的硒、碲纳米线均为三方晶单晶结构,生长方向沿其螺旋轴四[001]方向生长。结合光刻、电子束刻蚀技术,分别翻备了硒、碲纳米线场效应晶体管器件（FET）。对器件测试的结果显示：硒和碲纳米线均为P型半导体,其相应的空穴迁移率分别为30．7,70cm^2V^-11s-1。这对新型纳米线电子学器件的开发应用具有重要意义。     

Se及Cu2Se纳米线的大面积合成及其纳米电子学器件性能

通过液相化学反应制备了高质硒(Se)纳米线,同时以Se纳米线为模板,合成了CuzSe纳米线.利用透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)以及X射线衍射仪(XRD)研究了纳米线的形貌结构特征.结果显示,Se纳米线为单晶结构,生长方向沿其[001]面.结合先进的光刻技术及磁控溅射,成功制备了Se和Cu2Se纳米电子学器件.初步测试表明,这种Se纳米线为P型半导体,而Cu2Se纳米线则表现出明显的相变行为.这些发现有利于开发纳米线场效应晶体管以及相变存储器件方面的应用.     

利用扫描探针显微镜研究Co量子有序阵列的特性

采用交流电化学沉积法,在小孔径的阳极氧化铝模板里,成功制备了Co磁纳米线有序阵列。通过机械抛光、化学抛光工艺,样品表面平整度可达到±10nm/μm2左右。采用透射显微镜(TEM) 扫描探针显微镜(SPM)观察了样品的表面形貌、Co纳米线的微观形貌和与形貌对应的磁畴图像。结果表明,纳米磁记录阵列膜里的每一根Co纳米线均为单畴结构,磁畴分布非常有序且与氧化铝微孔的形貌分布一一对应,畴的大小随磁力针尖离样品的高度不同略有变化;在一定的高度范围内,磁针离样品的高度和扫描速度不影响观察到的磁畴分布。样品在2T的外场下磁化后,大多数磁矩发生了反转。发现了相邻位之间磁畴的磁矩取反现象,这种阵列膜具有量子磁盘的原型结构。制备的阵列结构孔密度可达1011/cm2,如果每一个单畴存储二进制单元的一个信息位,相应的存储密度应达100Gbit/in2以上。该纳米磁记录阵列,有望成为新型的超高密度量子磁盘。     

纳米氧化锌的制备及其与MEH-PPV共混光电池器件性能研究

利用溶胶-凝胶法,以醋酸锌为前驱体,制备了纳米ZnO颗粒及纳米棒,用TEM和XRD分别研究了ZnO纳米的形貌和结构特征;用旋涂及热蒸镀的方法将纳米ZnO和聚苯乙烯撑(MEH-PPV)的混合体制成有机-无机复合光电池薄膜器件。结果表明,MEH-PPV的荧光随着ZnO含量的增加出现明显的淬灭现象,器件在标准模拟太阳光照射下,获得了1.0%的能量转化效率,和国际报道的ZnO-聚合物共混太阳能电池1.6%的能量转化效率接近。     

Fe0.3Co0.7纳米有序阵列的制备和磁性

使用小孔径阳极氧化铝模板制备Fe0.3Co0.7纳米线有序阵列,研究了热处理对其磁性的影响.结果表明,热处理对Fe0.3Co0.7纳米线有序阵列的结晶度和局部形状各向异性有重大的影响,导致纳米阵列的矫顽力和剩磁比发生相应的变化.在适当热处理条件下获得的Fe0.3Co0.7纳米线有序阵列具有较高的矫顽力和剩磁比.在H2保护下550℃处理时获得最高的矫顽力2.63×105 A/m,矫顽力随着热处理时间的增加先是快速增加,然后趋向平缓,最后有一定程度的下降.     

第Ⅵ族元素半导体纳米线的可控合成及其纳米电子学器件研究

采用化学液相反应,以亚硒酸或者原碲酸为原料,合成出尺寸均匀、高结晶度的硒、碲纳米线.高分辨电镜分析结果表明:合成的硒、碲纳米线均为三方晶单晶结构,生长方向沿其螺旋轴即[001]方向生长.结合光刻、电子束刻蚀技术,分别制备了硒、碲纳米线场效应晶体管器件(FET).对器件测试的结果显示:硒和碲纳米线均为P型半导体,其相应的空穴迁移率分别为30.7,70cm2V-1 s-1.这对新型纳米线电子学器件的开发应用具有重要意义.     

闪锌矿CdSe纳米晶的可控合成及其与MEH—PPV共混光电池的器件性能研究

采用溶剂热方法制备了闪锌矿CdSe纳米颗粒,利用TEM、XRD、荧光分析仪对其形貌、结构及光学性能进行了表征.结果表明,纳米颗粒的直径在3～5nm左右,为闪锌矿结构;其吸收峰在600nm左右,并与合成CdSe纳米晶所用的羧酸盐的链长略有差别;将CdSe与MEH-PPV(聚苯乙烯撑)共混,发现有明显的荧光淬灭现象;共混材料制成光电池器件,在模拟太阳光照射下获得了0.85%的能量转化效率.     

三方晶硒纳米线的大面积合成及其场效应晶体管特性

采用液相反应成功制备了高质量硒纳米线。利用透射电镜（TEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）以及X射线衍射仪（XRD）研究了纳米的形貌结构特征。结果表明,硒纳米线为单晶结构,生长方向沿[001]面,平行于螺旋轴。结合光刻技术及磁控溅射镀膜技术,成功制备了硒纳米线场效应晶体管器件。初步测试表明,这种硒纳米线为p型半导体。     

CdSe纳米晶／MEH—PPV复合型光电池研究

采用单前驱体热解法、高温微乳液法合成了高质量的CdSe纳米晶,将CdSe纳米晶按照一定比例与聚苯乙烯撑（MEH—PPV）共混制成光电池,利用TEM、XRD等研究了纳米晶的形貌结构特征,结果显示,所合成的半导体CdSe纳米晶为闪锌矿结构,直径在3-5nm之间,复合光电池最好的器件能量转化达到0．85％,     

纳米ZnO-共轭聚合物MEH-PPV异质结太阳能电池的制备和研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel),通过强碱水解锌盐溶液合成了ZnO的纳米粒子和纳米棒,并用旋涂的方法制备了纳米ZnO与MEH-PPV(聚苯乙烯撑)复合的异质结光电器件。通过TEM、XRD、UV、PL等手段考察了不同的纳米粒子后处理方法以及不同的纳米晶形状对器件薄膜形貌和光电性能的影响。制备的器件性能在纳米ZnO质量分数为75%时达到最高,此时短路电流Isc达到2.52mAcm-2、开路电压Voc为0.8V、填充因子FF为46.3%、光电能量转换效率η为1.00%。此结果接近目前国内外所报道的纳米ZnO共轭聚合物共混型器件的最高水平(目前报道最高的能量转换效率为1.60%)。