留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

无催化剂气相沉积法直接制备用于紫外光检测的氧化锌纳米线网

蒋海涛 刘诗斌 元倩倩

蒋海涛, 刘诗斌, 元倩倩. 无催化剂气相沉积法直接制备用于紫外光检测的氧化锌纳米线网[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1121002-1121002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1121002
引用本文: 蒋海涛, 刘诗斌, 元倩倩. 无催化剂气相沉积法直接制备用于紫外光检测的氧化锌纳米线网[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1121002-1121002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1121002
Jiang Haitao, Liu Shibin, Yuan Qianqian. Direct growth of ZnO nanowire networks by catalyst-free chemical vapor deposition for ultraviolet-detecting application[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11): 1121002-1121002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1121002
Citation: Jiang Haitao, Liu Shibin, Yuan Qianqian. Direct growth of ZnO nanowire networks by catalyst-free chemical vapor deposition for ultraviolet-detecting application[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11): 1121002-1121002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1121002

无催化剂气相沉积法直接制备用于紫外光检测的氧化锌纳米线网

doi: 10.3788/IRLA201847.1121002
基金项目: 

国家自然科学基金(61605207);河南省科技攻关项目(182102210419)

详细信息
    作者简介:

    蒋海涛(1978-),男,副教授,博士生,主要从事纳米材料的紫外光电探测器方面的研究。Email:jzchaonan@163.com

    通讯作者: 刘诗斌(1960-),男,教授,博士,主要从事智能传感器系统和微电子器件与微传感器方面的研究。Email:liushibin@nwpu.edu.cn
  • 中图分类号: TN304.9;O472+4

Direct growth of ZnO nanowire networks by catalyst-free chemical vapor deposition for ultraviolet-detecting application

  • 摘要: 对于环境检测和高速光通信而言,高性能紫外光电探测器是关键。利用气相沉积法在无催化剂条件下制备氧化锌纳米线网,在纳米线网上直接制备光电器件的性能得到了提高。结果显示,纳米线网光电探测器的光电流为60 A,大约是单根纳米线光电器件光电流的15倍。详细讨论纳米线网光电探测器的响应机制发现,在纳米线网内,纳米线与纳米线之间的结势垒高度决定了纳米线内部载流子的传输。当紫外光照射纳米线网光电探测器时,纳米线与纳米线之间结势磊高度的快速变低,从而提高光电器件的性能。
  • [1] Ramgir N S, Yang Y, Zacharias M. Nanowire-based sensors[J]. Small, 2010, 6(16):1705-1722.
    [2] Zhang L, Fang M. Nanomaterials in pollution trace detection and environmental improvement[J]. Nano Today, 2010, 5(2):128-142.
    [3] Fang X, Zhai T, Gautam U K, et al. ZnS nanoparticles:from synthesis to applications[J]. Progress in Materials Science, 2011, 56(2):175-287.
    [4] Konstantatos G, Sargent E H. Nanostructured materials for photon detection[J]. Nature Nanotechnology, 2010, 5(6):391-400.
    [5] Xia F, Mueller T, Lin Y M, et al. Ultrafast graphene photodetector[J]. Nature Nanotechnology, 2009, 4(12):839-843.
    [6] Taniyasu Y, Kasu M, Makimoto T. An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres[J]. Nature, 2006, 441(7091):325-328.
    [7] Yang Zhi, Wang Minqiang, Zhang Miao, et al. All-inorganic perovskite nanocrystal film photodetector.[J] Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(9):0920007. (in Chinese)
    [8] Yang P, Yan H, Mao S, et al. Controlled growth of ZnO nanowires and their optical properties[J]. Advanced Functional Materials, 2002, 12(5):323-331.
    [9] Law M, Greene L E, Johnson J C, et al. Nanowire dye-sensitized solar cells[J]. Nature Materials, 2005, 4(6):455-459.
    [10] Retamal J R D, Chen C Y, Lien D H, et al. Concurrent improvement in photogain and speed of a metal oxide nanowire photodetector through enhancing surface band bending via incorporating a nanoscale heterojunction[J]. Acs Photonics, 2014, 1(4):354-359.
    [11] Liu X, Gu L, Zhang Q, et al. All-printable band-edge modulated ZnO nanowire photodetectors with ultra-high detectivity[J]. Nature Communications, 2014, 5(4007):1-9.
    [12] Nasiri N, Bo R, Chen H, et al. Structural engineering of nano-grain boundaries for low-voltage UV-photodetectors with gigantic photo-to dark-current ratios[J]. Advanced Optical Materials, 2016, 4(11):1787-1795.
    [13] Ju S, Facchetti A, Xuan Y, et al. Fabrication of fully transparent nanowire transistors for transparent and flexible electronics[J]. Nature Nanotechnology, 2007, 2(6):378.
    [14] Huang H, Liang B, Liu Z, et al. Metal oxide nanowire transistors[J]. Journal of Materials Chemistry, 2012, 22(27):13428-13445.
    [15] Hou T N, Han J, Yamada T, et al. Single crystal nanowire vertical surround-gate field-effect transistor[J]. Nano Letters, 2004, 4(7):1247-1252.
    [16] Xue F, Zhang L, Tang W, et al. Piezotronic effect on ZnO nanowire film based temperature sensor[J]. ACS Applied Materials Interfaces, 2014, 6(8):5955-5961.
    [17] Jiang C, Song J. Significant photoelectric property change caused by additional nano-confinement:A study of half-dimensional nanomaterials[J]. Small, 2014, 10(24):5042-5046.
    [18] Wang X, Summers C J, Wang Z L. Large-scale hexagonal-patterned growth of aligned ZnO nanorods for nano-optoelectronics and nanosensor arrays[J]. Nano Letters, 2004, 4(3):423-426.
    [19] Fulati A, Ali S M U, Riaz M, et al. Miniaturized pH sensors based on zinc oxide nanotubes/nanorods[J]. Sensors, 2009, 9(11):8911-23.
    [20] Wang D D, Xing G Z, Yan F, et al. Ferromagnetic (Mn, N)-codoped ZnO nanopillars array:experimental and computational insights[J]. Applied Physics Letters, 2014, 104(2):1.
    [21] Kurtis S Leschkies, Ramachandran Divakar, Joysurya Basu, et al. Photosensitization of ZnO nanowires with CdSe quantum dots for photovoltaic devices[J]. Nano Letters, 2007, 7(6):1793-1798.
    [22] Zhan Z, Zheng L, Pan Y, et al. Self-powered, visible-light photodetector based on thermally reduced graphene oxide-ZnO (rGO-ZnO) hybrid nanostructure[J]. Journal of Materials Chemistry, 2012, 22(6):2589-2595.
    [23] Guo L, Zhang H, Zhao D, et al. High responsivity ZnO nanowires based UV detector fabricated by the dielectrophoresis method[J]. Sensors Actuators B Chemical, 2012, 166-167(10):12-16.
    [24] Chen M, Hu L, Xu J, et al. ZnO hollow-sphere nanofilm-based high-performance and low-cost photodetector[J]. Small, 2011, 7(17):2449-2453.
    [25] Peng S M, Su Y K, Ji L W, et al. ZnO nanobridge array UV photodetectors[J]. Journal of Physical Chemistry C, 2010, 114(7):3204-3208.
    [26] Calarco R, Marso M, Richter T, et al. Size-dependent photoconductivity in MBE-grown GaN-nanowires[J]. Nano Letters, 2005, 5(5):981-984.
    [27] Sysoev V V, Button B K, Wepsiec K, et al. Toward the nanoscopic electronic nose:hydrogen vs carbon monoxide discrimination with an array of individual metal oxide nano-and mesowire sensors[J]. Nano Letters, 2006, 6(8):1584-1588.
    [28] Nasiri N, Bo R, Fu L, et al. Three-dimensional nano-heterojunction networks:a highly performing structure for fast visible-blind UV photodetectors[J]. Nanoscale, 2017, 9(5):2059-2067.
  • [1] 吴茴, 彭嘉隆, 江金豹, 李晗升, 徐威, 郭楚才, 张检发, 朱志宏.  等离子体增强型ZnO基纳米线异质结阵列光电探测器 . 红外与激光工程, 2024, 53(3): 20240006-1-20240006-9. doi: 10.3788/IRLA20240006
    [2] 郭思彤, 邱开放, 王文艳, 李国辉, 翟爱平, 潘登, 冀婷, 崔艳霞.  Au/TiO2复合纳米结构增强热电子光电探测器宽谱响应性能 . 红外与激光工程, 2023, 52(3): 20220464-1-20220464-11. doi: 10.3788/IRLA20220464
    [3] 胡玮娜, 吕勇, 耿蕊, 李宇海, 牛春晖.  光电探测器表面损伤状态偏振成像式探测系统 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210629-1-20210629-9. doi: 10.3788/IRLA20210629
    [4] 于保军, 郭桌一, 卢发祥, 谷岩, 林洁琼.  紫外光催化振动复合抛光 . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220138-1-20220138-7. doi: 10.3788/IRLA20220138
    [5] 郭亚楠, 刘东, 苗成成, 孙嘉敏, 杨再兴.  半导体纳米线红外探测研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211010-1-20211010-13. doi: 10.3788/IRLA20211010
    [6] 何伟迪, 苏丹, 王善江, 周桓立, 陈雯, 张晓阳, 赵宁, 张彤.  表面等离激元纳米结构增效的光电探测器进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211014-1-20211014-12. doi: 10.3788/IRLA20211014
    [7] 吴绍华, 黄攀, 赵劲松, 赵跃进, 郑丽和, 董汝昆.  三温区梯度化学气相沉积ZnS制备 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210004-1-20210004-6. doi: 10.3788/IRLA20210004
    [8] 李颖锐, 吴森, 郭玉, 席守智, 符旭, 查钢强, 介万奇.  温度对碲锌镉光子计数探测器计数性能的影响及机理研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1016001-1016001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1016001
    [9] 蒋海涛, 刘诗斌, 元倩倩.  纳米金刚石和氧化锌纳米线的协同效应提高紫外光电响应 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 120004-0120004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0120004
    [10] 李建林, 李惟夏, 徐世春.  非蒸散型吸气剂维持红外焦平面探测器杜瓦组件工作真空度的性能与应用 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1004001-1004001(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1004001
    [11] 葛张峰, 余晨辉, 陈鸣, 李林, 许金通.  AlGaN日盲紫外雪崩光电探测器暗电流研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 920003-0920003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0920003
    [12] 尤立星.  超导纳米线单光子探测现状与展望 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1202001-1202001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1202001
    [13] 杨智, 汪敏强, 张妙, 窦金娟.  全无机钙钛矿纳米晶薄膜光电探测器 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 920007-0920007(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0920007
    [14] 刘春阳, 鞠莹, 王帅, 母一宁.  基于岛状多晶氧化锌薄膜的电泵浦紫外随机激光 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1220002-1220002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1220002
    [15] 马丁, 刘福浩, 李向阳, 张燕.  GaN基紫外探测器读出电路注入效率 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1120001-1120001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1120001
    [16] 徐强, 赵永蓬, 李小强, 李琦, 王骐.  毛细管内径对Xe 气放电极紫外光源的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2873-2877.
    [17] 王晓勇, 种明, 赵德刚, 苏艳梅.  283 nm背照射p-i-n型AlGaN日盲紫外探测器 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 1011-1014.
    [18] 刘秀娟, 李超, 王建禄, 张燕, 孙璟兰, 李向阳.  结合AlGaN和PVDF的新型日盲紫外探测器的研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3035-3039.
    [19] 赵文伯, 周勋, 李艳炯, 申志辉, 罗木昌.  背照式高量子效率AlGaN日盲紫外探测器设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3358-3362.
    [20] 刘炜.  两种氧化方法对InSb探测器钝化效果的研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1815-1818.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  588
  • HTML全文浏览量:  114
  • PDF下载量:  25
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-10
  • 修回日期:  2018-07-12
  • 刊出日期:  2018-11-25

无催化剂气相沉积法直接制备用于紫外光检测的氧化锌纳米线网

doi: 10.3788/IRLA201847.1121002
    作者简介:

    蒋海涛(1978-),男,副教授,博士生,主要从事纳米材料的紫外光电探测器方面的研究。Email:jzchaonan@163.com

    通讯作者: 刘诗斌(1960-),男,教授,博士,主要从事智能传感器系统和微电子器件与微传感器方面的研究。Email:liushibin@nwpu.edu.cn
基金项目:

国家自然科学基金(61605207);河南省科技攻关项目(182102210419)

  • 中图分类号: TN304.9;O472+4

摘要: 对于环境检测和高速光通信而言,高性能紫外光电探测器是关键。利用气相沉积法在无催化剂条件下制备氧化锌纳米线网,在纳米线网上直接制备光电器件的性能得到了提高。结果显示,纳米线网光电探测器的光电流为60 A,大约是单根纳米线光电器件光电流的15倍。详细讨论纳米线网光电探测器的响应机制发现,在纳米线网内,纳米线与纳米线之间的结势垒高度决定了纳米线内部载流子的传输。当紫外光照射纳米线网光电探测器时,纳米线与纳米线之间结势磊高度的快速变低,从而提高光电器件的性能。

English Abstract

参考文献 (28)

目录

    /

    返回文章
    返回