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TiO2/ZnO纳米棒的制备及紫外探测性能研究

TiO2/ZnO纳米棒的制备及紫外探测性能研究

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作者：王浚宇长春理工大学

学位级别：硕士

TiO/ZnO纳米棒作为一种新型紫外探测复合材料,相比于常规的紫外探测方面的材料来说,TiO/ZnO纳米棒的结晶质量更好并且对于紫外光有着较高的吸收率,所以TiO/ZnO纳米棒紫外探测器具有更高的信噪比,同时在弱信号的环境下,TiO/ZnO纳米棒紫... 详细信息

TiO/ZnO纳米棒作为一种新型紫外探测复合材料,相比于常规的紫外探测方面的材料来说,TiO/ZnO纳米棒的结晶质量更好并且对于紫外光有着较高的吸收率,所以TiO/ZnO纳米棒紫外探测器具有更高的信噪比,同时在弱信号的环境下,TiO/ZnO纳米棒紫外探测器的灵敏度更高,而且TiO/ZnO复合纳米材料具有较强的抗辐射性。这些优势是制备高性能的紫外探测器的前提,因此TiO/ZnO纳米棒紫外探测器在高性能紫外探测器领域有着较大的研究价值和应用价值。本文通过水热法和溶胶-凝胶法制备了不同水热时间和退火温度的TiO/ZnO纳米棒,并利用SEM、XRD等方法对其表面形貌及结构进行表征分析。研究结果表明,当水热时间为5 h时,TiO/ZnO纳米棒生长均匀有序,长度,直径适中,ZnO的六方纤锌矿结构明显,衍射角约为34.5°,c轴取向良好且结晶质量优秀。在得出最佳水热时间为5 h的前提下,当退火温度为400℃时,TiO/ZnO纳米棒粗细均匀,并且致密性良好,ZnO(002)峰相对强度达到最大,衍射角为34.559°,同时c轴取向保持良好且结晶质量优秀。采用真空热蒸发沉积技术制备出MSM结构的TiO/ZnO纳米棒紫外探测样品,并对其紫外探测性能进行表征分析。研究结果表明,随着外加偏压的增大,TiO/ZnO纳米棒紫外探测样品的响应度也随之增大。在外加偏压为25 V的情况下,当水热时间为5 h时,响应度达到最大,为6.103 A/W。在紫外波段,随着入射光波长的增加,TiO/ZnO纳米棒紫外探测样品产生的光电流先增大后减小。当外加偏压为10 V,水热时间为5 h,退火温度为400℃时,光电流与暗电流的整流比高达10数量级,光电流达到最大,为3.28 mA。

关键词： TiO2/ZnO纳米棒形貌研究结构研究紫外探测性能研究

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