基于生长密度调控的两类氧化锌纳米线量子阱的PLD制备与光学性质研究

纳米线异质结是纳米光电子器件的重要构筑单元，也是研究低维系统量子效应的理想模型。在本项目资助下，利用自主设计、搭建的高压-低压激光脉冲沉积（PLD）生长系统，研究了压强、催化剂、掺杂等对氧化锌纳米线阵列生长的影响。通过预先在衬底上生长一层氧化锌薄膜缓冲层，利用薄膜二维外延生长和纳米线一维取向生长的竞争机制，实现了氧化锌纳米线阵列生长密度的大范围可控（10~10-2/μm2）。进而，分别以高、低密度纳米线阵列为模板，利用低压（~0.00001mbar）PLD外延技术，生长了结构均匀的轴向、径向ZnO/ZnMgO基纳米线量子阱；获得了纳米线密度及PLD生长参数与其异质结生长的关系；观察到了两类纳米线异质结的量子限域效应。此外，我们还进一步深入研究了氧化锌纳米线及纳米颗粒的光学性质，探讨了氧化锌纳米线阵列在无机氧化物太阳能电池领域的应用。这项研究不仅提供了一种纳米线异质结制备的新方法，还可以为构筑基于氧化锌纳米线的光电转换器件提供材料基础。