《ZnO/NiO芯殼異質結納米陣列的構築和光發射效率研究》是依託華中科技大學，由高義華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：ZnO/NiO芯殼異質結納米陣列的構築和光發射效率研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高義華
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
一維納米結構體系將在構築納米電子和光電器件等功能性元件和積體電路中充當非常重要的角色，已成為當前納米科技領域的前沿和熱點。具有芯殼異質結結構的一維納米ZnO/NiO陣列有望解決短波長光發射器件的壽命、光發射強度和內量子效率等問題。我們通過構造ZnO/NiO基納米芯殼結構及其光電性能的研究，借鑑光子晶體有關理論，建立核-殼組合納米線模型,揭示一維納米結構中載流子輸運過程和表面界面光發射機理，研究其局域結構體系中光電載流子的基本性質，最佳化器件結構和製備工藝，提高光發射效率，充分發揮一維納米結構在載流子輸運方面的優勢。這些研究將為開展新型一維半導體納米光電器件提供理論及實驗上的依據。
結題摘要
在國家自然科學基金的支持下，完成了 “ZnO/NiO芯殼異質結納米陣列的構築和光發射效率的研究”項目。實驗上：（1）採用低壓化學汽相一步沉積方法在GaN/藍寶石襯底上研製出垂直度優良的ZnO納米線陣列；研究了i-GaN/ZnO異質結陣列的紫外光電回響；（2）結合GaN納米線及傳統的pn結高回響度優勢，構建出自驅動高性能紫外探測器；（3）通過簡單的化學氣相沉積法，在p型GaN襯底上製備合金化GaxZn1-xO納米線陣列，GaxZn1-xO納米線/p-GaN LED器件實現了發光波長從紫外到可見區域的調節，波長紅移~100 nm；（4）研製了可彎曲和可編織的柔性p-NiO/n-ZnO異質結紫外光電探測器。理論上：（1）建立了二維芯殼異質結光子晶體模型，針對正方晶格以及三角晶格這兩種結構，重點分析了塗覆在芯層介質柱外的殼層材料對光子帶隙的影響；（2）建立了正方排列的芯殼型平板光子晶體模型並研究了其光子禁帶特性；（3）設計了空氣孔型GaN平板光子晶體的簡化LED模型，並基於平面波展開法得到了其能帶結構，採用FDTD法計算其光取出效率；（4）系統研究了環型二維光子晶體結構完全帶隙特性；（5）採用倒裝晶片技術、襯底剝離技術以及在LED出光面上添加一維線性光柵結構來提高LED光取出效率。這些研究結果為高取出效率的光子晶體LED設計提供了理論參考。在完成ZnO/NiO芯殼異質結納米陣列的構築和光發射效率的研究的同時，基金支持完成了其它工作：（1）CVD法製備Bi2Se3納米顆粒，Bi2Se3與CdS納米顆粒共敏化的TiO2納米棒陣列光電極製備及其PEC性能以及帶隙連線情況研究；（2）CVD法製備PbSe納米顆粒，PbSe與CdS納米顆粒共敏化的N-TiO2納米棒陣列光電極製備及其PEC性能以及帶隙連線情況研究; （3）Ga填充MgO和SiO2納米管制備及其熱學性能研究；（4）In填充MgO納米管的製備及其熱學性能和電學性能的研究；（5）原位透射電子顯微鏡電子束輻照下Ga液體在二氧化矽納米管的異性異標度異質結構中的快速和反常大膨脹研究; （6）用於可攜帶能量儲存的棉線基三維多級納米結構和基於聚吡洛－二氧化錳－碳纖維複合結構的的超級電容器研究; (7)具有梯度帶隙的同軸異質結陣列的半導體ZnO/(CdS)1-x(ZnS)x 敏化太陽能電池研究.
